Магма и магмоообразование - учебное пособие

Магма и магмоообразование - учебное пособие

1. Магма и кристаллизация магматических расплавов

1.1 Общие понятия о магме

Имеющиеся представления о строении и составе внутренних частей Земли базируются на данных сейсмологических измерений. Выделяется три главных оболочки Земли: земная кора, мантия и ядро. Граница меж земной корой и мантией размещается на глубине от 6 до 40–60 км и именуется поверхностью Мохоровичича (граница М Магма и магмоообразование - учебное пособие) в честь югославского ученого, открывшего ее в 1909 г. Граница меж мантией и ядром Земли открыта в 1914 г. Гуттенбергом (граница Г) и размещается на глубине 2900 км. Есть также граница в мантии на глубине около 900 км, разделяющая вещество верхней и нижней мантии, и в ядре на глубине около 5100 км, отделяющая внешнее и Магма и магмоообразование - учебное пособие внутреннее ядро.

По современным представлениям мантия Земли соответствует составу каменных метеоров, которые сложены оливином, никелистым железом, пироксенами, плагиоклазами и др. В границах мантии существует слой пониженной вязкости (астеносфера), для которого типично отчасти жидкое состояние. Мощность этого слоя под океанами составляет около 300 км, под складчатыми поясами – около Магма и магмоообразование - учебное пособие 150 км, под платформами – около 70 км и под старыми щитами он отсутствует. В границах астеносферы температура превосходит температуру плавления базальтов (1000–1500ºС), а давление добивается 1–20 тыс. МПа. Раздел меж мантией и земной корой (граница М) фиксируется переходом от значительно оливиновых пород к породам, в каких главную роль играют полевые шпаты.

В Магма и магмоообразование - учебное пособие нижней части земной коры выделяется слой непостоянной мощности с плотностью около 2800–2900 кг/м3 , соответственный консистенции пироксенов и главных плагиоклазов («базальтовый слой»). Заглавие «базальтовый» условно, так как он сложен разными породами, а именно под материками – метаморфическими породами. Мощность базальтового слоя под океанами составляет 2–3 км, а под материками – 6–20 км. Выше его на Магма и магмоообразование - учебное пособие материках размещаются наименее плотные породы (2600–2700 кг/м3 ), надлежащие кварцево-полевошпатовым породам (гранитам). Этот слой назван «гранитным», хотя значимая его часть сложена гнейсами и кристаллическими сланцами. Мощность гранитного слоя составляет 10–50 км. Высшую часть земной коры составляет слой осадочных пород (средняя плотность 2100 кг/м3 ). В зоне материков он залегает на Магма и магмоообразование - учебное пособие гранитном слое и имеет мощность 0–20 км. На океаническом блоке осадочный слой имеет мощность 0–3 км и залегает на базальтовом слое. Таким макаром, в границах материков земная кора имеет трехчленное строение, а в зоне океанов – двухчленное. В областях переходных от материков к океанам (островные дуги, окружные и внутренние моря) земная Магма и магмоообразование - учебное пособие кора характеризуется малой и невыдержанной мощностью гранитного слоя (кора переходного типа). Большая мощность коры континентального типа (50–75 км) свойственна для альпийских складчатых областей, а под старыми платформами и докембрийскими щитами она мала (25–35 км).

В областях, переходных от континентов к океанам, размещаются современные геосинклинальные системы. Они состоят из глубоководных желобов, островных дуг и геосинклинальных Магма и магмоообразование - учебное пособие котловин, конкретно прилегающих к континентальному шельфу. Островные дуги обращены неровностью в сторону океана. На их выпуклой стороне размещены глубоководные желоба, а на внутренней – зоны вулканизма. С островными дугами связана завышенная сейсмичность. При всем этом, чем далее от островов вглубь материков, тем поглубже становятся очаги землетрясений, фиксирующие зоны активного Магма и магмоообразование - учебное пособие глубинного разлома, падающего под материк (поверхность Беньофа).

Наружняя оболочка Земли, где зарождаются магмы и развиваются глубинные тектонические процессы, размещаются очаги землетрясений, осуществляются перемещения вещества, генерируются потоки флюидов, инициирующие процессы магматизма и метаморфизма именуется тектоносферой. Более жесткий слой верхней мантии до глубины около 70 км вместе с земной корой соединяется Магма и магмоообразование - учебное пособие воединыжды под заглавием «литосфера», которая расчленена на 10 литосферных плит, к границам которых прпурочены глобальные подвижные зоны с очагами землетрясений, положительными тепловыми аномалиями и вулканизмом (срединноокеанические хребты, тектонически активные островные дуги, континентальные рифтовые зоны и др.).

1.2 Природа магмы

Изверженные горные породы образуются в итоге застывания жаркого подвижного силикатного расплава, именуемого Магма и магмоообразование - учебное пособие магмой. Магма обычно считается расплавленным веществом горной породы. Для магм, изливающихся из вулканических жерл и именуемых лавами, всегда типично резкое доминирование сложной водянистой силикатной фазы. Все же текущая магма обычно содержит взвешенные кристаллы и пузырьки газа. Это позволяет гласить о том, что лава – это на физическом уровне непростая смесь Магма и магмоообразование - учебное пособие нескольких фаз, и представлять ее для себя как «расплавленную породу» означает прибегать к ничем не оправданному упрощению. Не считая того, имеются основания полагать, что многие изверженные горные породы, затвердевшие ранее, чем они достигнули земной поверхности, образовались из подвижного интрузивного материала, который был только отчасти водянистым во время его внедрения. Непонятно Магма и магмоообразование - учебное пособие, к примеру, чтоб некие гранитные интрузии были когда-нибудь совсем, либо в большей собственной части водянистыми. Но такие породы условно классифицируются как изверженные на основании их интрузивных соотношений с окружающими породами. К тому же, как понятно, не существует признаков, по которым можно было бы полностью уверенно обосновать, был либо не Магма и магмоообразование - учебное пособие был родоначальный интрузивный материал хотя бы отчасти кристаллическим. Таким макаром, мы обязаны либо очень ограничить категорию непременно изверженных пород, либо расширить представление о магме. Последний путь более верный. Потому термин «магма» мы будем использовать для обозначения всех встречающихся в природе подвижных изверженных материалов, которые в значимой части состоят из Магма и магмоообразование - учебное пособие водянистой фазы, имеющей состав силикатного расплава. При всем этом исключаются такие материалы, как незапятнанные сульфидные, фосфатные либо карбонатные расплавы, для которых можно использовать особый термин «Сульфидная магма» и т.д.

С физико-химической точки зрения магму следует рассматривать как многокомпонентную систему, состоящую из водянистой фазы либо расплава и Магма и магмоообразование - учебное пособие некого количества жестких фаз в виде взвешенных кристаллов оливина, пироксена, плагиоклаза и т.д. Время от времени в ней может находиться также газовая фаза. Водянистая фаза представляет собой обоюдный раствор всех компонент. Этот раствор, возможно, очень отличается от обыденных аква смесей ионизированных солей, в каких преобладают катионы Na Магма и магмоообразование - учебное пособие+ , Ca2+ , и анионы (SO4 )2- иCl- Силикаты являются более необходимыми компонентами изверженных пород. И химически эквивалентное им вещество составляет огромную часть водянистой фазы в магме. Физическое состояние этих силикатов в расплаве достоверно не понятно. Крепко связанные анионные группы [SiO4 ], подобные структурным элементам силикатных минералов, возможно, встречаются и в расплавленной магме вместе Магма и магмоообразование - учебное пособие со свободными катионами Fe2+ , Mg2+ , Ca2+ и Na+ . Эти структурные группы (кластеры) в водянистой фазе можно рассматривать как группы кремнекислородных и алюмокремнекислородных тетраэдров, связанных в сложные группы. Состав их приближается к составу анионных радикалов разных подклассов силикатов ([SiO4 ], [Si2 O6 ], [AlSi3 O8 ]). Степень комплексности этих групп находится в Магма и магмоообразование - учебное пособие зависимости от температуры и от состава магмы, потому что добавка маленького количества (ОН) либо F вызывает распад больших ионных групп, понижая тем вязкость расплава.

Судя по составу газов, извергаемых вулканами, газовая фаза магмы состоит в главном из воды и маленького количества CO2 , HCl, HF, SO2 , H2 BO3 и др. На Магма и магмоообразование - учебное пособие глубинах, превосходящих несколько сот метров, вода находится выше ее критичного давления (табл. 1.1).

Вследствие этого вещество может быть безпрерывно переведено или увеличением давления, или увеличением температуры, или и тем и другим сразу из состояния разреженного пара в состояние флюида с плотностью такого же порядка, что и жидкость в обыденных критериях.

1.3 Температура Магма и магмоообразование - учебное пособие магм

Измеренные температуры лавовых потоков, почти всегда, составляют от 900 до 1100ºС. Это, в главном, относится к лавам с базальтовым и андезитовым составом. Более высочайшие значения получены для базальтовых лав. Температура очень закристаллизованной «роговообманковоандезитовой» лавы, изверженной из вулкана Сантиагуита в Гватемале, равна 725ºС. Более высочайшие температуры (1150 и Магма и магмоообразование - учебное пособие 1350ºС) были определены для насыщенных газом лав из газирующих куполов Гавайских островов. Снутри Земли магма, непременно, сохраняется, по последней мере, отчасти, в водянистом состоянии при температурах еще более низких, чем температуры лав, текущих на поверхности. Зеленоватая роговая обманка и биотит – обыденные минералы в богатых кремнеземом изверженных Магма и магмоообразование - учебное пособие породах. Их структурные дела с ассоциирующими минералами и стеклом демонстрируют, что они кристаллизовались тогда, когда магма была еще водянистой. На воздухе зеленоватые роговые обманки при 750ºС преобразуются в бурые окисленные роговые обманки; не считая того, некие магматические биотиты распадаются при 850ºС. Мусковит, как минерал, присущий многим гранитам Магма и магмоообразование - учебное пособие, не может кристаллизоваться при температурах, намного превосходящих 700ºС, даже при давлении воды в несколько тыщ бар. Экспериментальные исследования кристаллизации водосодержащих полевошпатовых расплавов проявили, что расплавы, приближающиеся по составу к граниту, могут существовать при давлениях воды, сравнимых с глубинными, и при температурах ниже 700ºС.

На основании экспериментальных данных и беря во Магма и магмоообразование - учебное пособие внимание законы термодинамики, можно прийти к выводу, что снутри земной коры температура базальтовой магмы обычно ниже 1000ºС (возможно, 800–900ºС), а температура более богатых кремнекислотой магм – 600–700ºС. Более возможный интервал внутрикоровых магматических температур лежит в интервале 700–1100ºС. Низкие температуры в этой области относятся к насыщенным Магма и магмоообразование - учебное пособие водой гранитным магмам, более высочайшие – к пироксенандезитовым и базальтовым магмам.

1.4 Процесс остывания магмы

Магма, охлаждаясь в определенном интервале температур, подвергается действию физических и хим реакций, которые согласно принципу Лешателье должны быть экзотермическими (к примеру, конденсация газа, кристаллизация из воды, хим реакции с выделением тепла).

Если магму рассматривать как Магма и магмоообразование - учебное пособие закрытую систему, другими словами если обмен материей меж магмой и ее окружением отсутствует, то можно ждать, что магмы различного состава могут несколько отличаться последовательностью кристаллизации, даже если физические условия тождественны. Одна и та же магма в разных физических критериях должна вести себя по-разному. Последовательность явлений, происходящих в магме Магма и магмоообразование - учебное пособие, охлаждающейся под неизменным наружным давлением, другая, чем в магме, охлаждающейся при неизменном объеме.

Совсем разумеется, что почти всегда магма является открытой системой со многими переменными. Потому, не зная довольно отлично физических критерий, господствующих в магме, нельзя предсказать ее поведение. Единственными достоверными данными о свойствах и поведении магмы являются сведения, которые дают Магма и магмоообразование - учебное пособие хим, минералогические и структурные исследования пород при условии, что они будут точно интерпретированы.

Вроде бы ни было тяжело судить о поведении магмы, все таки можно установить различие меж магмой, охлаждающейся на огромных глубинах и магмой лавовых потоков, охлаждающейся на дневной поверхности. Эта разница обоснована переменами в Магма и магмоообразование - учебное пособие равновесии, зависящими от различия давлений в этих критериях и различиями в механизме остывания. На поверхности остывание идет сравнимо стремительно, в итоге чего кристаллизация может и не осуществиться, потому что магма, затвердевая, перейдет в стеклообразное метастабильное состояние. Там же, где произойдет кристаллизация, некие реакции могут протекать не стопроцентно. Оливин, к примеру, только отчасти Магма и магмоообразование - учебное пособие может перевоплотиться в пироксен – минеральную фазу, устойчивую при более низкой температуре в присутствии излишка кремнезема.

Скорость остывания зависит не только лишь от глубины, но также от размера и формы интрузивного тела. Малые тела со сравнимо большой поверхностью при данном объеме охлаждаются еще резвее, чем большие тела практически сферической формы Магма и магмоообразование - учебное пособие. Практически скорость остывания, по-видимому, практически всегда одна и та же независимо от того, охлаждается тело на глубине 100 либо 1000 м. Обычные признаки стремительно охлажденных масс можно отыскать в тонких пластинчатых телах, внедренных на значимой глубине, но они могут отсутствовать в массивных телах, внедрившихся в поверхностные толщи Магма и магмоообразование - учебное пособие.

Большая разница меж магмой, охлаждающейся на огромных глубинах, находится в согласовании со качествами летучих компонент, приемущественно воды. Растворимость воды в силикатных расплавах, по-видимому, в неких границах увеличивается с увеличением давления, потому что молекулярный объем водяного пара существенно больше при низком давлении, чем парциальный молекулярный объем воды в расплаве. Магмы, достигающие поверхности Магма и магмоообразование - учебное пособие, могут вследствие этого утратить огромную часть собственных летучих компонент.

Летучие составляющие играют очень важную роль в 2-ух смыслах. Во-1-х, они имеют сравнимо низкие молекулярные веса, а их молекулярные толики в расплаве значительны по сопоставлению с их концентрацией в весовых процентах. К примеру, молярная толика воды в Магма и магмоообразование - учебное пособие 6 процентном растворе воды в альбите составляет практически половину. Вследствие этого малые количества воды приметно изменяют хим потенциалы других компонент в расплаве, вызывая существенное снижение точек плавления различных составляющих магму силикатов. Во-2-х, такие составляющие, как H2 O, F, Cl существенно снижают вязкость силикатных расплавов. Данный факт разъясняется разрывом кислородных мостиков Магма и магмоообразование - учебное пособие Si-O-Si, когда O замещается (OH) либо F.

Резвое снятие давления эквивалентно в отношении кристаллизации резвому остыванию.

Вязкость расплава отлично иллюстрирует зависимость физических параметров магмы от состава и характеристик среды. Вязкость силикатных расплавов очень стремительно миниатюризируется с увеличением температуры. Она, возможно, увеличивается с снижением давления при неизменной температуре. Вязкость Магма и магмоообразование - учебное пособие также очень находится в зависимости от содержания кремнезема в расплаве. Она существенно выше для богатых, чем для бедных кремнеземом магм. Не считая того, на вязкость, как ранее говорилось, оказывает влияние присутствие летучих компонент, хотя экспериментально данная величина не определена. Как следует, предсказать вязкость природной магмы нереально. Резкие Магма и магмоообразование - учебное пособие местные конфигурации вязкости время от времени наблюдаются в кажущихся однородными лавах, излившихся сразу из одних и тех же вулканов.


2. Родоначальные магмы

Природные ассоциации магматических пород, закономерно возникающие в схожих геологических критериях, указывают на то, что различные породы, входящие в состав одной ассоциации, имеют общее происхождение, образуются из одной Магма и магмоообразование - учебное пособие родоначальной магмы. Представление о том, что любая порода образовалась из особенной первичной магмы, устарело. Установлено, что многие магмы являются производными от очень малозначительного количества родоначальных магм. Главный признак родоначальной магмы – неоднократное возникновение ее в протяжении геологической истории в огромных объемах на огромных участках земной коры. Не считая того, разумеется, что породы Магма и магмоообразование - учебное пособие, надлежащие по составу родоначальной магме должны преобладать. Так и есть в реальности. Базальты и граниты – самые всераспространенные магматические породы Земли.

Существует несколько представлений о числе родоначальных магм. По воззрению Н. Боуэна существует одна родоначальная магма базальтового состава, что, по его воззрению, подтверждается последующим.

1. Излияние базальтовой магмы, не достаточно Магма и магмоообразование - учебное пособие изменяющейся по составу, повторялось во все геологические периоды в геосинклинальных и платформенных обстановках, также на океаническом блоке. Как следует, базальтовая магма имеет всеобщее развитие.

2. Базальты и пироксеновые андезиты – самые всераспространенные эффузивные породы, посреди интрузивных пород преобладают граниты. Можно представить, что базальты, как стремительно затвердевшие эффузивные породы являются продуктом первичной недифференцированной Магма и магмоообразование - учебное пособие магмы, а интрузивные граниты, кристаллизовавшиеся медлительно, могли получиться в итоге дифференциации базальтовой магмы.

3. Некие долериты и диабазы содержат кварц и калиевый полевой шпат, как последний продукт кристаллизации базальтовой магмы. А означает процесс дифференциации базальтовой магмы может привести к образованию кислого расплава, который после отделения может раскристаллизоваться в виде гранитоидов.

Ф Магма и магмоообразование - учебное пособие.Ю. Левинсон-Лессинг считал, что существует базальтовая и гранитная родоначальные магмы и приводил последующие аргументы.

1. Граниты и базальты по собственной распространенности на Земле намного превосходят все другие магматические породы.

2. Наличие 2-ух магм соответствует представлению о разделении земной коры на более легкую верхнюю оболочку, богатую кремнием, алюминием и Магма и магмоообразование - учебное пособие щелочными металлами и томную нижнюю оболочку, богатую магнием и железом.

3. Невозможность образования большенных масс гранитов за счет дифференциации базальтовой магмы. По воззрению Ф.Ю. Левинсона-Лессинга, конечным продуктом кристаллизационной дифференциации базальтовой магмы должен быть не гранит, а сиенит, состоящий на 50% из альбита, на 26% из анортита и на 24% из Магма и магмоообразование - учебное пособие диопсида. При всем этом количество сиенита не может превосходить 10% общего объема базальтовой магмы.

4. В процессе дифференциации базальтовой магмы совместно с гранитами должны могли быть создаваться ультраосновные породы, которых, как понятно, существенно меньше, чем гранитоидов.

По воззрению А. Холмса, существует три родоначальных магмы: базальтовая, гранитная и перидотитовая. Это представление основано на последующем Магма и магмоообразование - учебное пособие.

1. В геосинклинальных зонах находятся протяженные пояса ультраосновных пород, развивающихся независимо от распространения интрузиивных пород основного состава.

2. В хим составе ультраосновных пород различного происхождения имеются соответствующие особенности. В перидотитах, появившихся из родоначальной ультраосновной магмы, отношение количества магния к железу всегда больше 6, а в перидотитах, которые являются производными базальтовой Магма и магмоообразование - учебное пособие магмы это отношение составляет 3,5–7,5. Не считая того, перидотиты первого типа содержат примесь меди, не содержат титан, имеют малозначительную примесь алюминия и очень маленькое количество щелочных металлов, в особенности калия.

3. Существование таких эффузивных ультраосновных пород как коматиты, меймечиты и кимберлиты подтверждает наличие застывшей магмы ультраосновного состава.

Не считая того, существует тенденция приписывать Магма и магмоообразование - учебное пособие первичное происхождение неким другим магмам (к примеру, анортозитовой). Это связано с тем, что тяжело разъяснить происхождение соответственных пород в итоге эволюции базальтовой, гранитной и перидотитовой магм.

2.1 Природа и происхождение ультраосновной магмы

При анализе минерального состава и выше обрисованных полевых данных могут появиться некие сомнения по последующим вопросам, связанным с генезисом Магма и магмоообразование - учебное пособие перидотитов и серпентинитов альпийского типа.

1. Кроме «холодных интрузий» серпентинитов, формирование ультрамафических тел сопровождалось внедрением высокомагнезиальной ультраосновной магмы повдоль стратиграфически либо структурно ослабленных поверхностей во вмещающих породах.

2. Конечным продуктом отвердевания внедрившейся магмы в ряде всевозможных случаев (в том числе и в случае неких более больших из узнаваемых Магма и магмоообразование - учебное пособие ультрамафических тел) являлись дуниты либо дунит-гарцбкргиты. Очень возможно, что все серпентинитовые тела альпийской ассоциации на соответственной стадии собственного развития состояли приемущественно из кристаллического оливина и пироксена (в особенности энстатита) в качестве 2-ой, но часто подчиненной по количеству составной части.

3. Температура на контакте даже для больших тел, слабо затронутых серпентинизацией Магма и магмоообразование - учебное пособие, соответствуют нижним ступеням метаморфизма и были, видимо, не выше, а ниже 500ºС.

Этот вывод, основанный на данных, приобретенных при исследовании метаморфизма вмещающих пород, возможно, противоречит хоть какой догадке, предполагающей внедрение нацело либо отчасти водянистой магмы. В лабораторных критериях магнезиальный оливин такового типа, который встречается в дунитах, начинает расплавляться при температуре Магма и магмоообразование - учебное пособие около 1600ºС и на сто процентов расплавляется только при 1800ºС. Даже допуская вероятное снижение температуры на несколько сотен градусов в присутствии воды и лишней кремнекислоты. Мы обязаны придти к заключению, что перидотитовый расплав может существовать только при очень больших температурах. Но породы, вмещающие альпийские перидотитовые интрузии Магма и магмоообразование - учебное пособие, даже при кропотливом их исследовании не обнаруживают каких-то признаков, указывающих на существование хотя бы близких температур. На этом основании традиционная догадка Фогта, согласно которой перидотитовые расплавы развиваются в итоге переплавления оливиновых кристаллов, накапливающихся под воздействием силы тяжести на ранешних стадиях кристаллизации базальтовой магмы, отбрасывается. Дополнительным фактом Магма и магмоообразование - учебное пособие, подтверждающим предположение, согласно которому перидотитовый расплав никогда не появляется во наружной (внешней) оболочке земной коры, является практически полное отсутствие лав соответственного состава.

Невзирая на весомые подтверждения, указывающие на невозможность существования перидотитового расплава, некие соотношения, наблюдаемые в поле, на 1-ый взор тяжело скооперировать с этой догадкой. А именно, Хесс указывал Магма и магмоообразование - учебное пособие, что время от времени встречаются породы, которые могут быть интерпретированы как тонкозернистые закаленные краевые фации дунитовых интрузий. Не считая того, он отмечал существование узеньких разветвляющихся даек перидотитов, сложенных свежайшими недеформированными сросшимися кристаллами оливина.

Другие создатели упоминают об узеньких трубках дунитов, пересекающих, и, по-видимому, внедренных в пироксениты, тогда как Магма и магмоообразование - учебное пособие бессчетные отмеченные примеры энстатитовых пироксенитов, секущих перидотиты, наводят на идея о способности существования незапятнанных энстатитовых магм в виде подвижных расплавов. Хесс для разъяснения возникающих затруднений высказал предположение, что первичная магма перидотитов и серпентинитов представляла собой насыщенный водой ультрамафический расплав, приближающийся по составу к серпентинитам. Он представил также, что эта Магма и магмоообразование - учебное пособие магма появляется при дифференциальном плавлении перидотитового субстрата под действием локального давления очень огромного утолщающегося участка перекрывающей гранитной коры в тех местах, где она была смята в складки под действием орогенических сил. Эта догадка должна разъяснить бессчетные наблюдающиеся факты, а конкретно: а) отсутствие высокотемпературного метаморфизма в контактах перидотитовых; б) отсутствие перидотитовых Магма и магмоообразование - учебное пособие лав (разъясняется предположением, что перидотитовые магмы сохраняют высочайшее содержание воды только при больших давлениях); в) связь перидотитовых поясов с зонами отрицательных аномалий силы тяжести (гранитная оболочка увеличена) в активных орогенических зонах, таких как островные дуги Индонезии и Карибского моря. Но догадка основывается на предположении, что водные ультрамафические расплавы Магма и магмоообразование - учебное пособие могут быть образованы и способны существовать в границах значимого отрезка температур, очень низких, чтоб могло произойти существенное плавление прогнувшейся книзу гранитной массы.

Под воздействием догадки Хесса Боуэн и Таттл провели в лабораторных критериях исследование системы MgO-SiO2 -H2 O при температурах 900ºС и давлениях, соответственных глубине 7 км. В этих Магма и магмоообразование - учебное пособие критериях и даже при 1000ºС и давлении вдвое наименьшем водянистой фазы не наблюдалось. По словам Боуэна ти Таттла: «Нет никаких данных, что вообщем может существовать какая-либо магма, которую можно было бы именовать серпентиновой и, естественно, ее существование нереально ниже 1000ºС. Серпентиновая магма догадки Хесса должна Магма и магмоообразование - учебное пособие быть отвергнута как не соответственная экспериментальным данным».

Боуэн предложил последующий механизм образования перидотитовых интрузий, который в текущее время считается одним из более возможных. Согласно Боуэну, перидотитовые «магмы» ко времени внедрения состояли в главном из кристаллов оливина. Гравитационное оседание оливина, отделяющегося от базальтовой магмы, – отлично установленный механизм, средством которого могут создаваться «магмы Магма и магмоообразование - учебное пособие» подобного типа. Был ли оливин так подвижным, чтоб внедриться в глубинных критериях? По воззрению Боуэна, нужная степень мобильности была обоснована эффектом смазки, вызванным маленьким количеством межгранулярного магматического расплава либо даже водяного пара. Для дунитов и перидотитов, обычно, свойственна структура, которая могла появиться в итоге деформаций и течения Магма и магмоообразование - учебное пособие по существу кристаллической массы: волнистое погасание оливина, а для многих пород полосчатая либо даже приемлимо милонитовая текстура. Эти особенности молвят о том, что оливин представляет собой минерал, чувствительный к пластическим деформациям под воздействием глубинных критерий, и что перидотиты альпийского типа обычно подвергались пластическим деформациям после отвердевания. Лабораторные исследования в критериях температуры и Магма и магмоообразование - учебное пособие давления, соответственных глубине около 18 км, подтверждают это предположение. Если, не считая того, представить, что медлительно двигающаяся кристаллическая перидотитовая масса поглощает воду, в особенности на периферии, из окружающих насыщенных водой осадочных пород и вследствие этого претерпевает частичную серпентинизацию, то, возможно, можно гласить о том, что в итоге этого Магма и магмоообразование - учебное пособие процесса растет подвижность интрузивного тела.

Против догадки Боуэна может быть выдвинут последующий аргумент: если альпийские перидотиты представляют собой кристаллическую фракцию, образовавшуюся в итоге дифференциации базальтовой магмы, они должны сопровождаться другими, более обеспеченными кремнеземом породами. Представляющими из себя дополнительный водянистый дифференциат. В реальности такие сопутствующие породы, обычно, либо отсутствуют, либо их сильно Магма и магмоообразование - учебное пособие мало. Но в большинстве магматических провинций мира внедрению ультрамафических тел предшествовало излияние огромных объемов главных магм (спилиты и другие главные породы). Можно представить, что спилиты, обычно бедные оливином, представляют собой тот дифференциат.

Боуэн и Таттл разъясняют также и происхождение энстатит-пироксенитовых жил, секущих дуниты и тонких Магма и магмоообразование - учебное пособие жил в пироксенитах. Водяной пар, насыщенный SiO2 и проникающий по трещинкам в дуните при температуре выше 650ºС, может перевоплотить породу стен трещинкы в энстатитовый пироксенит. Ветвящаяся форма и маленькая мощность таких жил, также значимые размеры энстатитовых кристаллов подтверждают схожий метод происхождения. Вероятна и оборотная картина, когда пироксениты под Магма и магмоообразование - учебное пособие воздействием водяного пара, недосыщенного SiO2 , при таких же температурах могут быть местами превращены в дуниты.

Многие ультрамафические интрузии альпийского типа представляют собой серпентиниты. Нет сомнения в том, что серпентин образован из оливина и пироксена (энстатита), потому что известны бессчетные примеры перехода от перидотитов к серпентинитам, а в почти всех Магма и магмоообразование - учебное пособие серпентинитах имеются реликтовые зерна неизмененного оливина либо пироксена либо же находятся псевдоморфозы серпентина по одному из этих минералов. Есть бессчетные полевые, хим и петрографические данные, которые должна разъяснять теория серпентинизации. Вот некие из их.

1. Многие ультрамафические интрузивные породы состоят отчасти из перидотитов, а отчасти из серпентинитов. Совсем ясно, что в Магма и магмоообразование - учебное пособие схожих телах распространение серпентинита не связано с близостью к земной поверхности либо уровнем грунтовых вод. Эти условия отлично наблюдаются в неких больших перидотитовых поясах на юге Новейшей Зеландии, где в ряде мест повдоль горных гребней на высоте от 200 до 1800 м выходят свежайшие дуниты, в то время как в других Магма и магмоообразование - учебное пособие местах глубочайшие послеледниковые каньоны на глубине 1 км пересекают конкретно серпентиниты. Таким макаром, совсем ясно, что серпентинизация перидотитов представляет собой процесс, не связанный с выветриванием и схожими гипергенными явлениями.

2. В отношении того, как связать распространение серпентинитов с формой интрузивного тела, представления делятся. Одни считают, что серпентинизация почти всегда или умеренно всераспространена во Магма и магмоообразование - учебное пособие всем ультраосновном теле, или характеризуется случайным рассредотачиванием, не связанным с границами тела. Но в немногих случаях серпентинизация растет по направлению от центральной части (ядра) ультраосновного тела. По воззрению других исследователей, периферическая серпентинизация перидотитов представляет собой более принципиальное явление. В общем, пространственная связь серпентинитов с перидотитами может Магма и магмоообразование - учебное пособие быть, по-видимому, в одинаковой мере объяснена 2-мя разными методами серпентинизации, предусматривающими соответственно воздействие внутренних (другими словами магматических) либо наружных вод.

Серпентинизация оливина, во всяком случае, в исходной стадии, очень нередко проявляется в почти всех вулканогенных и плутонических породах, включая базальты, пикриты и перидотиты стратифицированных лополитов. В этих случаях процесс, по-видимому Магма и магмоообразование - учебное пособие, совершается в главном под действием позднемагматических аква смесей, действующих на все еще подогретую породу. Естественно, серпентинизация магнезиальных оливинов метаморфических пород должна происходить при температурах, не превосходящих нескольких сотен градусов. Аналогично серпентинизация перидотитовых тел альпийского типа может быть обоснована воздействием аква смесей на равномерно нагретые кристаллические перидотитовые тела во время Магма и магмоообразование - учебное пособие либо после внедрения.

Экспериментальные работы Боуэна и Таттла подтверждают это основное положение. Они проявили, что содержащий воду магнезиальный оливиновый расплав, охлажденный до 1000ºС, будет представлять собой скопление оливиновых кристаллов, промежутки меж которыми будут заполнены парами воды. Эта масса будет охлаждаться без каких-то хим конфигураций до температуры Магма и магмоообразование - учебное пособие около 400ºС, когда оливин начнет замещаться серпентином и бруситом, при этом это замещение будет длиться до того времени, пока будет существовать свободная вода. Температура, при которой может начаться серпентинизация, приметно ниже в этом случае, когда оливин содержит железо, и в случае обеспеченного железом оливина температура, может Магма и магмоообразование - учебное пособие быть, так мала, что серпентинизация этого минерала в глубинных критериях, по-видимому, невозможна. Серпентинит может образоваться при 500ºС или методом воздействия незапятанной воды на оливиново-энстатитовые консистенции, или из 1-го оливина, если аква раствор обогащен СО2 и, таким макаром, способен удалить оксид магния из системы. Выше температуры 500º Магма и магмоообразование - учебное пособие;С оливин нельзя перевоплотить в серпентинит. В присутствии аква смесей, способных привносить SiO2 либо выносить MgO, оливин при больших температурах испытывает другие конфигурации:

1) меж 500 и 625ºС – оливин→тальк;

2) меж 625 и 800ºС – оливин→энстатит→тальк;

3) выше 800ºС – оливин→энстатит.

До того как пересмотреть разные догадки серпентинизации в свете этих данных Магма и магмоообразование - учебное пособие, следует разглядеть предполагаемые большие отношения. Серпентинизация оливина при обычной добавке воды, SiO2 и CO2 без выноса оксида магния должна вызвать существенное повышение объема, как это иллюстрируется традиционными уравнениями:

2Mg2 SiO4 + H2 O + CO2 → H4Mg3Si2 O9 + MgCO3

оливин привнос серпентин магнезит

280 г, 88 см3 276 г, 110 см3 84 г, 28 см3

и

3Mg2 SiO Магма и магмоообразование - учебное пособие4 + 4H2 O + SiO2 → 2H4 Mg3 Si2 O9

оливин привнос серпентин

420 г, 131 см3 552 г, 220 см 3 .

Но наблюдаемые под микроскопом структуры и полевые отношения недеформированных серпентинитов ясно демонстрируют, что серпентинизация обычно сопровождается очень маленьким повышением объема либо же повышение объема не происходит совсем. Потому вышеприведенные уравнения не могут отражать настоящий Магма и магмоообразование - учебное пособие ход серпентинизации дунитов. Более возможна реакция, в какой оливин замещается таким же объемом серпентинита, а излишек MgO и SiO2 выносится в раствор. Это приближенно может быть выражено последующим уравнением:

5Mg2 SiO4 + 4H2 O → 2H4 Mg3 Si2 O9 + 4MgO + SiO2

оливин привнос серпентин выносится в растворе

700 г, 219 см3 72 г 552 г, 220 см3 160 г Магма и магмоообразование - учебное пособие 160 г.

Чтоб такая реакция произошла, суммарная концентрация MgOSiO2 в аква растворе, который удаляется из системы, не должна превосходить некого предельного объема. Потому огромное количество воды остается свободным. Так, если 700 г. оливина будет превращено в серпентин в итоге хим воздействия равного веса воды, то 72 г. воды должны остаться в Магма и магмоообразование - учебное пособие серпентините, а остающиеся 628 г. должны вынести из системы 160 г. MgO и 60 г. SiO2 . Не считая того, если из ультрамафической породы при температурах 200 либо 300ºС будут безпрерывно удаляться смеси, так обогащенные оксидами магния и кремния, то должен произойти магнезиальный метасоматоз окружающих пород. Подобные явления отмечаются изредка, хотя известны Магма и магмоообразование - учебное пособие бессчетные примеры региональной силификации в серпентинитовых поясах. Таким макаром, безизбежно навязывается вывод, что серпентинизация перидотитов методом равнообъемного замещения просит огромных количеств свободной воды. Хесс, выдвинувший догадку «серпентинитовой магмы», избежал этого затруднения. Он представил, что сначала происходит подготовительная кристаллизация оливина, а потом уже следующая реакция меж оливином и практически равным Магма и магмоообразование - учебное пособие объемом остаточного аква кремнекислого раствора с образованием серпентинита:

3Mg2 SiO4 + H4 SiO4 + 2H2 O → 2H4 Mg3 Si2 O9

оливин 61 см3 ± 36 см3 ± серпентин

131 см3 220 см3 .

Но, как ранее говорилось, догадка Хесса должна быть отвергнута как несопоставимая с имеющимися экспериментальными данными.

Беря во внимание все вышеизложенное о процессе серпентинизации, также разные представления о Магма и магмоообразование - учебное пособие природе и происхождении перидотитовой магмы, правомерно существование 2-ух других гипотез.

1. Перидотитовые магмы представляют собой водные магнезиальные расплавы, может быть приближающиеся по составу к серпентиниту. Серпентинизация является или позднемагматическим, или вторичным (автометасоматическим) процессом – реакцией меж еще нагретым оливином и аква расплавами либо смесями, образовавшимися из кристаллизующейся магмы. Этой точки Магма и магмоообразование - учебное пособие зрения придерживались Лодочников, Хесс и др. Но она смотрится совсем несостоятельной в свете экспериментальных данных, приобретенных Боуэном и Таттлом.

2. Перидотитовые «магмы» состоят в главном из оливиновых и пироксеновых кристаллов, промежутки меж которыми заполнены магматической жидкостью либо парами воды. Серпентинизация практически соответствует равнообъемному замещению и происходит, по-видимому, при температурах Магма и магмоообразование - учебное пособие от 200 до 400ºС. Нужная для этой реакции вода, совместно с растворенными в ней SiO2 и СО2 , может быть получена из разных источников:

А. В случае слабенькой серпентинизации маленькое количество участвующей в реакции воды может иметь магматическое происхождение и серпентинизация может представлять собой автометасоматический процесс. На этом методе образования в особенности Магма и магмоообразование - учебное пособие настаивал Бенсон, и он обширно поддерживался многими создателями как отлично объясняющий серпентинизацию. Но Боуэн и Таттл проявили, что автометасоматоз перидотитов должен быстрее вызвать сложную серию замещений, как-то: перевоплощение энстатита в тальк при высочайшей температуре и изменение оливина в серпентин и брусит при температурах ниже 400ºС Магма и магмоообразование - учебное пособие. То, что и оливин и энстатит очень обширно замещаются серпентином (при всем этом энстатит более устойчив), свидетельствует о том, что автометасоматоз встречается еще пореже, чем это представлялось до сего времени. Там, где тальк образует псевдоморфозы по энстатиту, автометасоматоз более возможен.

Б. Серпентинизация, в неких случаях, может быть обоснована действием наружной сторонней Магма и магмоообразование - учебное пособие магматической воды, поступившей, к примеру, из близрасположенных интрузивных гранитов. Но известны бессчетные случаи (к примеру, серпентиниты Калифорнии и большие тела перидотитовых серпентинитов юга Новейшей Зеландии), когда граниты, более юные, чем ультрамафические интрузии, не были источником магматической воды.

В. Основная масса огромного количества воды (и растворенных СО2 , SiO Магма и магмоообразование - учебное пособие2 и др.), нужного для полной серпентинизации больших ультрамафических тел, могла быть получена из окружающих, насыщенных водой геосинклинальных осадков либо из газов и смесей, двигающихся в стороны и наверх от схожих пород, испытывающих на глубине, ниже ультрамафических тел, уплотнение, цементацию и метаморфизм, или даже из двигающегося наверх потока ювенильной воды, не связанного Магма и магмоообразование - учебное пособие ни с каким магматическим источником. Ультрамафические интрузии, медлительно внедряющиеся повдоль зон основных дислокаций в геосинклинальных толщах, должны быть просто доступны для таких смесей, двигающихся наверх повдоль тех же ослабленных зон. Смеси схожего происхождения могут играть значительную роль при превращении базальтовых пород в спилиты при натриевом метасоматозе, также при Магма и магмоообразование - учебное пособие образовании глаукофановых сланцев. Может быть, в этой связи принципиально учитывать относительно высочайшее содержание хлора и бора в неких серпентинитах, также отмечаемую способность турмалина, аксинита и других борсодержащих минералов создавать обогащенные участки в серпентинитовых породах. Хлор и бор находятся в малых количествах в несерпентинизированных перидотитах, но их достаточно много в Магма и магмоообразование - учебное пособие морской воде.

В текущее время в качестве рабочей догадки можно принять двоякую концепцию внедрения перидотитовой «магмы» в значимой степени в кристаллическом состоянии с одновременной либо следующей серпентинизацией слагающих ее минералов (оливина и энстатита) в итоге воздействия аква смесей либо паров, происходящих либо из окружающих геосинклинальных осадков либо из интрузивных тел кислой Магма и магмоообразование - учебное пособие магмы. Но эта догадка, подобно хоть какой другой догадке, может быть предана разным изменениям и уточнениям и даже может быть совершенно отброшена, если она окажется несопоставимой с фактами, еще не известными в текущее время.

Экспериментальные данные Б. Майсена и А. Бёттчера (1979) свидетельствуют о существенно более низких температурах образования Магма и магмоообразование - учебное пособие ультраосновных водонасыщенных расплавов, чем это предполагалось ранее. Эти температуры (около 1300ºС) при высочайшем геотермическом градиенте и больших содержаниях H2 O в слабо дифференцированной мантии на ранешних стадиях развития Земли были полностью достижимы при генерации ультраосновных магм, служивших источниками коматитовых лав (некие коматиты содержат 10 вес. % воды). При добавлении CO Магма и магмоообразование - учебное пособие2 в систему перидотит-вода происходит понижение температуры плавления. В интервале давлений 15–30 кбар смещение составляет около 20ºС.

Возможно, различное положение границ плавления перидотита зависимо от состава флюида, также химизма начального вещества может разъяснить различную глубину положения зоны зарождения мантийных расплавов. Не считая того, было установлено, что граница возникновения Магма и магмоообразование - учебное пособие лимонка, в значимой степени зависящая от состава перидотитов, растянута на значимый интервал (приблизительно 10 кбар). Это позволяет полагать горизонтальную минералогическую неоднородность и различия плотности в мантии.

Однородность составов образующихся в глубинных критериях магм либо их варианты, также последовательность, в какой они внедряются, определяются рядом физико-химических и геологических ограничений. Эти ограничения Магма и магмоообразование - учебное пособие, сначала, связаны с составом эвтектических точек, геометрией кривых фазовых равновесий, с проявлением ликвационных процессов, с течением времени взаимодействия магм с породами верхних горизонтов земной коры. Согласно данным Х. Йодера (1978), существует регламентация однородности и последовательности конфигураций состава магматических расплавов, обусловленная методом образования магм. Им предложено две модели образования Магма и магмоообразование - учебное пособие магм: по типу жаркой пластинки и вследствие диапирического процесса.

В первой модели термический источник размещается конкретно ниже «необедненного базальтовой составляющей перидотита с ассоциацией оливин-ромбическтй пироксен-моноклинный пироксен-гранат при начальной температуре 1100ºС, соответственной континентальной геотерме. Силл либо диапир кристаллического перидотита, лишенного базальтовой составной части на глубине 130 км Магма и магмоообразование - учебное пособие (давление около 40 кбар), имеет в высшей части температуру 1800ºС и огромные энерго припасы (135 кал/ºС). В этой модели в перекрывающих пластинку «необедненных» перидотитах появляется зона плавления при температуре начала плавления безводного гранатового перидотита 1500ºС. Как указывает исследование системы форстерит-диопсид-пироп, и плавление природных гранатовых перидотитов Магма и магмоообразование - учебное пособие при давлении 35 кбар, все главные минеральные фазы устойчивы с расплавом при неизменной температуре либо снутри маленького температурного интервала до того времени, пока не будет достигнуто образование 30% расплава на верхней кромке плавления. Количество воды будет возрастать. За 1000 лет может быть создание зоны плавления 100 м, в течение 10000 лет эта зона достигнет 300, а в Магма и магмоообразование - учебное пособие течение 25000 лет – 500 м. В зоне плавления будет существовать температурный градиент, и вследствие этого состав расплава в верхней зоне определяется неизменными критериями, а снутри зоны он обоснован наивысшими неизменными температурами. Таким макаром, создаются значимый объем расплава и его гетерогенность по вертикали зоны плавления.

2-ая модель плавления определяется диапирическим процессом внедрения «необедненного Магма и магмоообразование - учебное пособие» гранатового перидотита в «обедненный» перидотит к глубинам, где достигается температура кристаллизации и происходит выплавление расплава из «необедненного» гранатового перидотита. Если представить, что начальный диапир размещался на океанической геотерме на глубине 210 км, то при его перемещении до уровня 130 км под воздействием внутренней теплоты начнется плавление. Количество создаваемого расплава прямо Магма и магмоообразование - учебное пособие зависист от поднятия диапира и утрат тепла жарким перидотитом. Плавление обхватывает около 30% массы пород, и диапир будет подниматься на 35 км в течение интервала плавления при отсутствии кондуктивной утраты тепла. Разница температур меж отчасти расплавленным диапиром и его окружением составляет на этой стадии около 375ºС. В случае Магма и магмоообразование - учебное пособие утраты тепла во вмещающие образования, пропорционально понижается и количество расплава. Концентрация основных компонент в воды будет приблизительно схожей во всем интервале плавления. Высочайшая степень плавления приурочена к высшей части зоны плавления и миниатюризируется по направлению к дну магматической камеры. При резвом подъеме диапира (10 см в год) полное плавление наступает через Магма и магмоообразование - учебное пособие 350000 лет. При подъеме со скоростью 1 см/год пройдет минимум 3,5 млн. лет для получения 30% плавления. Обе модели имеют оборотную последовательность составов расплавов по отношению к глубине зоны плавления.

При рассмотрении моделей образования магмы нельзя не затронуть вопрос о наименьшем и наивысшем количестве расплава, отделяющегося от первичного мантийного источника. Считается, что при Магма и магмоообразование - учебное пособие образовании щелочных базальтов, обогащенных редчайшими элементами, степень плавления составляет наименее чем 5%, тогда как при образовании ультраосновных расплавов она превосходит 60%. На основании экспериментальных работ по плавлению природных перидотитов (Арндт, 1977) выведена зависимость степени отделения воды от ее источника от различной степени плавления. Для ультраосновных составов было установлено, что только по Магма и магмоообразование - учебное пособие достижении степени плавления около 40% образующаяся жидкость может отделяться от кристаллических фаз. Гомогенизация и отделение воды обоснованы осаждением минеральных зернышек через жидкость. Плавления 30–40% вещества недостаточно, для того, чтоб генерировать ультраосновные магмы одним актом плавления, так как 40% воды, образующейся при плавлении и еще не достигшей коматитового состава, стремится удалиться из источника. Как Магма и магмоообразование - учебное пособие следует, для образования ультраосновной магмы нужно полагать вторую либо третью стадию плавления 1-го и такого же вещества, формирование расплава и тугоплавкого оливинового остатка. Это заключение подтверждается не только лишь тестами, да и резким обеднением легкими редкоземельными элементами перидотитовых коматитов.

Опыты по плавлению шпинелевого лерцолита в щелочном базальте проявили, что критичный Магма и магмоообразование - учебное пособие уровень удаления воды превосходит 5% и что этот уровень находится в зависимости от размера зернышек и вязкости расплава. Как следует, такие магмы, как щелочные базальты, которые имеют высшую концентрацию несопоставимых малых частей и для которых подразумевается очень низкая степень плавления, не в состоянии отделяться от собственного источника под воздействием Магма и магмоообразование - учебное пособие плавучести. Для отделения таких магм требуется дополнительное напряжение, создающее расширяющуюся зону, в которую будет втекать расплав, используя сетку межгранулярных пленок.

Наблюдаемое в океанических толеитах различное содержание редчайших частей, можно разъяснить этапностью формирования магм схожего состава. На первом шаге после заслуги критичного уровня удаления воды создается базальтовый расплав, обогащенный легкими редкоземельными Магма и магмоообразование - учебное пособие элементами. Магмы, обедненные легкими редкоземельными элементами, образуются после удаления порции базальтов ранешнего шага, совместно с которыми удалены несопоставимые легкие элементы.

Таковой механизм двухэтапного плавления 1-го источника можно полагать и для образования коматитовых магм. Если эта модель соответствует реальности, то состав коматитов, вроде бы он ни был близок к химизму Магма и магмоообразование - учебное пособие предполпгаемого мантийного субстрата, не достаточно свидетельствует о реальном составе мантийного источника. Содержания основных и редчайших частей в коматитах отражают химизм остатка после экстракции магмы первого шага, но не начальной мантии.

Различия в составах коматитов, а именно с высочайшим и низким отношением CaO/Al2 O3 , могут свидетельствовать об Магма и магмоообразование - учебное пособие отделении магмы определенного состава на ранешном шаге плавления. К примеру, коматиты нагорья Барбертон (ЮАР) имеют высочайшее отношение CaO/Al2 O3 , тогда как в относительно бедных оксидом магния коматитах Мунро из провинции Онтарио (Канада) это отношение около 1. Представим, что магма первого шага плавления формировалась при давлении около 35 кбар в равновесии с Магма и магмоообразование - учебное пособие оливином, моноклинным пироксеном, ромбическим пироксеном при преимущественном вхождении лимонка в расплав. Это должно привести к обогащению магмы Al2 O3 относительно CaО и среднему уровню содержания легких редкоземельных частей. Предстоящее плавление этого источника даст расплав, схожий по составу с коматитами провинции Барбертон (с высочайшим значением CaO/Al2 O3 и ровненьким Магма и магмоообразование - учебное пособие профилем редкоземельных частей).

Другой варитант плавления может произойти, если 1-ая магма формируется в равновесии с оливином, пироксенами и гранатом. В данном случае при 20-и процентном плавлении, когда практически весь моноклинный пироксен плавится, состав расплава должен быть наименее главным. При предстоящем подъеме диапира и его плавлении гранат как устойчивая и Магма и магмоообразование - учебное пособие уплотненная фаза может оседать в воды, последняя будет иметь низкое содержание СаО и обеднена легкими редкоземельными элементами.

2.2 Происхождение базальтовой магмы

Где в относительно прохладной массе мантии формируются базальтовые магмы? Некие данные о глубине их формирования, по-видимому, могут быть получены на основании того, что повышение температуры плавления с Магма и магмоообразование - учебное пособие повышением давления несколько различно для разных минералов. Оно совершенно низковато (около 5ºС на 1000 бар) для оливина и анортита, около 13ºС на 1000 бар для альбита. Коэффициент этот обычно больше для минералов с низкой температурой плавления, так что различия в температуре плавления должны уменьшаться с повышением давления. Анортит Магма и магмоообразование - учебное пособие и альбит при давлении 2200 бар должны расплавляться при одной температуре. Отношение меж точками плавления оливина и пироксена могло быть оборотным, а различие меж точками инконгруэнтного плавления энстатита и форстерита могло приближаться к нулю, так же как у ортоклаза и лейцита при низких давлениях. Полностью возможно, что перидотит, который в итоге частичного плавления Магма и магмоообразование - учебное пособие при обычных критериях мог давать базальтовую жидкость с относительно высочайшей концентрацией алюминия и щелочей, был должен вести себя по другому при давлениях 40000–50000 бар и поболее. Может быть, что на глубинах, превосходящих 200 км, 1-ая жидкость, которая там появляется, не будет соответствовать нормальному базальту. В итоге частичного плавления перидотитов Магма и магмоообразование - учебное пособие на глубинах наименее 100 км могут образоваться толеитовые базальты. Оливиновые базальты, по-видимому, формируются в итоге частичного плавления на несколько огромных глубинах.

То, что лавы на дневной поверхности очень изредка имеют температуру выше 1200ºС, а может быть и не добиваются ее, также может служить показателем глубины их формирования. Как ранее Магма и магмоообразование - учебное пособие говорилось, температура плавления многокомпонентных систем возрастает с глубиной. Исходная скорость роста этой температуры для базальтов равна приблизительно 10ºС на 1000 бар. На глубине 500 км давление равно 175000 бар, и базальт при всем этом давлении должен расплавляться при температуре, существенно превосходящей 2000ºС. Если б базальтовый расплав мог формироваться Магма и магмоообразование - учебное пособие на таковой глубине, то он был должен бы подниматься к поверхности при температуре, которая была бы только малость ниже, так как остывание его при подъеме должно было бы быть маленьким. То, что лавы Килауэа изливаются при температуре, которая очень близка к верхнему лимиту их плавления при обычном давлении, гласит о Магма и магмоообразование - учебное пособие маленький глубине их формирования.

Данные, о которых говорилось выше, относятся к плавлению сухих пород. С повышением давления возрастает растворимость воды в силикатном расплаве, что вызывает снижение точки плавления расплава. Представим, что первичный материал мантии содержит 0,5% воды в аква минералах. Будет ли эта вода приметно уменьшать температуру, при которой Магма и магмоообразование - учебное пособие может происходить частичное плавление? Разумеется, нет. Частичное плавление скажем 1/3 начальной массы должно определить концентрацию воды в расплаве, равную 1,5%. При всем этом подразумевается, что вся имеющаяся вода растворена. Данный вывод подтверждается тем, что базальтовые магмы, когда они добиваются поверхности, по-видимому, содержат менее 1% воды, о чем можно судить по отношению газ Магма и магмоообразование - учебное пособие/лава в вулканических извержениях. В один прекрасный момент расплавившись, магма подымется на такую высоту, на которой давление колонны воды уравновесится давлением, имеющимся на той глубине, где формируется магма. Пусть h – глубина формирования магмы ниже дна океана, а H – полная высота колонны воды. Тогда, d1 h=d2 H, где d1 – плотность материала Магма и магмоообразование - учебное пособие мантии, а d2 – плотность воды. На Гавайских островах H-h равно приблизительно 10 км. Отсюда d1 = 3300 кг/м3 , а d2 = 2800 кг/м3 , h = 56 км. Действительная глубина, по-видимому, несколько больше, потому что не известны вулканы, которые находились бы в статическом равновесии. Как следует, можно прийти к выводу, что более вероятная Магма и магмоообразование - учебное пособие глубина формирования базальтовой магмы колеблется от 50 до 100 км. Температура, которая требуется для образования таковой магмы на таких глубинах, находится в границах 1200–1500ºС.

Базальтовая магма в огромных количествах появлялась в протяжении всего геологического времени как в континентальных, так и в океанических областях. Теплота, достигавшая поверхности с магмой Магма и магмоообразование - учебное пособие, хотя и имеет значительную величину, все же, намного меньше, чем обычный термический поток. В текущее время в среднем изливается приблизительно 2 км3 лавы в год, а за 4 миллиардов. лет при таковой скорости должен образоваться объем, практически равный объему всей коры, включая океанические площади. Общая теплота, освобождающаяся на поверхности при Магма и магмоообразование - учебное пособие всем этом, включая сокрытую теплоту кристаллизации и остывания, добивается 1 либо 2% от общего термического потока за тот же самый интервал времени. Потому задачка заключается не столько в том, чтоб отыскать подходящий источник тепла, сколько в том, чтоб разъяснить, каким образом в кристаллической мантии, где температуры более низки, чем температура исходного плавления, может иметь Магма и магмоообразование - учебное пособие место частичное плавление. Сейсмические данные ясно демонстрируют, что нет одного слоя водянистого базальта, окружающего земной шар, а возможность существования маленьких местных резервуаров водянистого материала, оставшихся от времени, когда Земля находилась в расплавленном состоянии, приходится опровергать, беря во внимание последующие факты: 1) нет данных, показывающих, что Земля когда-либо Магма и магмоообразование - учебное пособие была вполне расплавленной; 2) водянистый базальтовый расплав, будучи намного легче окружающего кристаллического материала, уже издавна был должен бы подняться на поверхность; 3) такие маленькие массы, занимающие объем в несколько сотен кубических км, за несколько млрд лет должны могли быть так охладиться, что безизбежно раскристаллизовались бы.

Если представить, что на глубине, где формируется Магма и магмоообразование - учебное пособие базальтовая магма, существует температура, промежная меж точками плавления базальта при нулевом давлении и давлении, преобладающем на этой глубине, то при уменьшении давления может начаться плавление. Тяжело представить, как на таковой глубине может отлично снижаться давление, потому образование магмы в итоге падения давления представляется неосуществимым.

В качестве вероятных Магма и магмоообразование - учебное пособие разглядим последующие пути, которые могут привести к местному возрастанию температуры так, что становится вероятным частичное плавление. Эффект нагрузки, вызываемой сильной серией осадочных пород, играет малозначительную роль. Не считая того, базальтовая магма появляется в границах океанических площадей, где такая нагрузка отсутствует. Энергия деформации в неупругом веществе может перевоплотиться в теплоту. Это подтверждается Магма и магмоообразование - учебное пособие тем, что, где бы ни происходила в мантии насыщенная деформация, в ней может быть генерировано достаточное количество тепла, способное значительно поднять температуру. Вопрос, касающийся величины этого эффекта, стопроцентно еще не выяснен. Не считая того, большие излияния базальтовой магмы встречаются в границах участков (к примеру, Колумбийское плато, Гавайские острова), где деформации Магма и магмоообразование - учебное пособие отсутствуют. Вулканическая площадь Северной Атлантики, в том числе и активные вулканы Исландии, по-видимому, не связаны с какими-либо большими процессами деформации. С другой стороны, на ряде площадей (к примеру, в Гималаях), где наблюдается насыщенная деформация, базальтовые излияния редки либо отсутствуют.

Частичное плавление может иметь место в этом случае Магма и магмоообразование - учебное пособие, когда материал мантии будет перемещен наверх (к примеру, в итоге конвекции) в район, где температурный градиент больше, чем адиабатический, если только исходная температура поднимающегося материала больше, чем точка плавления в том месте, куда поступает материал. Представим, к примеру, что материал подымается с глубины, где температура сначало равна Магма и магмоообразование - учебное пособие 2000ºС, до уровня, где точка плавления равна 1500ºС. Поднимающийся материал охлаждается при собственном продвижении ввысь. Если это остывание меньше 500ºС, материал будет расплавляться, по последней мере отчасти. Хотя конвекция и может привести к плавлению, нельзя уверенно считать, что она вправду имеет место, и неувязка образования магмы Магма и магмоообразование - учебное пособие как и раньше остается нерешенной. Просто представить такое рассредотачивание радиоактивного материала, которое должно определить неизменное плавление в мировом масштабе. Но схожее предположение опровергается сейсмическими данными. Это смотрится так, как если б температура в высшей части мантии была близка к малой точке плавления, но подвергалась также местным и до некой степени Магма и магмоообразование - учебное пособие случайным колебаниям неведомого происхождения, может быть связанным с конвекцией в глубочайших частях мантии. Эти колебания, по-видимому, отражаются в значимой изменчивости термического потока в Тихоокеанском бассейне.

2.3 Происхождение гранитной магмы

В противоположность базальтам, которые встречаются везде, распространение гранитных пород ограничено континентальными площадями и в главном орогеническими зонами. Это Магма и магмоообразование - учебное пособие может быть обосновано 2-мя причинами: 1) наличие материков таким макаром изменяет условия в подстилающей мантии, что там могут создаваться гранитные магмы; 2) гранитные магмы образуются в самой коре. 1-ый путь представляет собой автокристаллический процесс, в итоге которого происходит неизменное разрастание материков. 2-ой путь в особенности отлично разъясняет неизменное совместное нахождение гранитов с Магма и магмоообразование - учебное пособие глубоко метаморфизованными осадками и другими породами глубочайших частей земной коры.

«Нормальная» температура у основания коры, возможно, не превосходит 600 ºС либо около этого. Малая точка плавления гранита, даже при наивысшем давлении, выше, по последней мере, на 100 º. Таким макаром, образование огромного количества гранитной воды в коре не может Магма и магмоообразование - учебное пособие быть «нормальным» явлением. Очень трудно в массе осадков в самой нижней части коры вызвать избирательное выплавление гранитной фракции. По другому говоря, образование гранитной магмы просит значимых конфигураций температуры.

При описании критерий, ведущих к региональному метаморфизму, с которым плотно сплетены граниты, необходимо подчеркнуть, что сам региональный метаморфизм наблюдается исключительно в тех участках Магма и магмоообразование - учебное пособие, где приметно возрастает термический поток. Это повышение термического потока, которое, видимо, аккомпанирует орогению, практически может представлять собой более соответствующую особенность орогении, тогда как деформация является дополнительным эффектом глубинных конфигураций температуры. Какова природа этих конфигураций не ясно, как и в случае образования базальтовой магмы. Первопричиной, снова таки, может быть Магма и магмоообразование - учебное пособие конвекция в мантии. По-видимому, в мантии должны происходить процессы (перенос радиоактивного тепла, конвекционное движение, частичное плавление и дифференциация), которые ведут: 1) к формированию базальтовых магм в самой мантии; 2) повышению термического потока, региональному метаморфизму и формированию гранитных магм в коре и 3) диастрофизму.


3. Предпосылки контраста магматических пород

Хим и минералогические различия Магма и магмоообразование - учебное пособие, наблюдающиеся в магматических горных породах, являются результатом магматической эволюции. Совсем ясно также, что эта эволюция происходит в том либо ином направлении, так что в каждой группе пород соединяются воединыжды разные продукты магматической эволюции единой родоначальной магмы. Разумеется также, что природа материнской магмы каждой провинции, направление ее эволюции либо оба эти Магма и магмоообразование - учебное пособие фактора связаны с географическим и тектоническим положением провинции.

Существует некоторое количество видов эволюционных процессов, которые могут привести к образованию многих конечных магматических пород за счет маленького числа родоначальных магм. Эти процессы сводятся к дифференциации, ассимиляции, гибридизации и смесимости магм. Тяжело представить, что в каждом случае магматической эволюции Магма и магмоообразование - учебное пособие имело место воздействие какого-нибудь 1-го процесса. Изменение нрава магмы следует рассматривать как серию очень сложных явлений, в каких участвуют с различной интенсивностью все обозначенные выше процесса.

3.1 Магматическая дифференциация

Магматическая дифференциация рассматривает все процессы, которые могут привести к распаду однородной родоначальной магмы на фракции, образующие в итоге горные породы различного состава Магма и магмоообразование - учебное пособие. Выражение «однородная магма» предполагает, что большие эталоны, взятые произвольно из исходной магмы, схожи как в смысле валового состава, так и физического состояния. Все же, магма может быть неоднородна в малых полях. А именно это вызвано ее отчасти водянистым, а отчасти жестким состояние до начала дифференциации.

Поведение аква смесей Магма и магмоообразование - учебное пособие в лабораторных критериях позволяет представить наличие разных устройств, которые могут вызвать дифференциацию силикатных магм. Они подверглись рассмотрению Боуэном с количественной точки зрения, и главные его выводы сводятся к последующему:

1. Снутри еще вполне водянистой магмы может появиться различие в составе вследствие опускания томных ионов либо кластеров под действием силы тяжести Магма и магмоообразование - учебное пособие либо вследствие передвижения ионов в тех участках водянистой массы, где появляется температурный градиент. Этот механизм Боуэн отторгает, потому что он не имеет принципиального значения вследствие очень низкой скорости передвижения ионов в вязкой магме, также ввиду малой величины температурных градиентов даже в сбалансированном состоянии.

2. Может быть, что однородная водянистая магма Магма и магмоообразование - учебное пособие при охлаждении распадается на две несмешивающиеся водянистые фракции. Но существует очень убедительное подтверждение, приобретенное во время лабораторных опытов, также наблюдений за поведением шлака в металлургических плавках и исследовательских работ структуры самих пород, что при температуре магмы силикатные расплавы, приближающиеся по составу к магматическим горным породам большинства (если не Магма и магмоообразование - учебное пособие всех) узнаваемых видов, смешиваются во всех пропорциях. Механизм несмесимости также был отторгнут Боуэном и другими исследователями как неприменимый для дифференциации. Вероятным исключением является образование в главных лавах миндалин, выполненных минералами, обеспеченными железом и кремнеземом (зеленоватый халцедон, карбонаты).

3. Некие петрологии для разъяснения дифференциации обращались к несколько неопределенному механизму «переноса в газовой фазе Магма и магмоообразование - учебное пособие». Эта догадка подразумевает присутствие газовой фазы, состоящей приемущественно из летучих веществ (H2 O, CO2 и т.д.), встречающихся в виде бессчетных пузырьков, плавающих в водянистой магме. Они могут действовать как сборщики и переносчики слабо летучих составляющих магмы. Можно на теоретическом уровне для себя представить, что магма могла добиться Магма и магмоообразование - учебное пособие некой критичной точки, когда твердые кристаллические фазы пришли бы в соприкосновение с одной единственной водянистой (газообразной) фазой, может быть очень подвижной. Эта подвижная жидкость (газ) обязана иметь таковой же состав, как и водянистая магма. Тяжело представить, что такое разделение произойдет в глубинных критериях, по последней мере, до того времени, пока кристаллизация Магма и магмоообразование - учебное пособие (а означает и дифференциация) развита некординально. Но поблизости поверхности Земли, другими словами в приемлимо вулканических критериях, к примеру в магматических резервуарах, подающих материал в вулканический кратер, выделение магматического газа, может, естественно, происходить в большенном количестве и содействовать процессу дифференциации.

4. Возможно, еще большее значение, чем фактически газовый перенос, имеет Магма и магмоообразование - учебное пособие механизм, при котором различие состава может появиться в водянистой магматической фазе под действием растворенной воды. Вода за счет диффузии будет распределяться в магме таким макаром, чтоб ее хим потенциал оставался неизменным во всей магматической камере. При помощи этого механизма вода будет скапливаться в магматической камере в областях с более Магма и магмоообразование - учебное пособие низким давлением и температурой. Щелочи и некие металлы, так же как и вода, будут концентрироваться в областях более низких давлений и температур. Но таким методом можно лишь на высококачественном уровне разъяснить, каким образом могут появляться местные концентрации «летучих» и щелочей под воздействие градиентов температуры и давления в охлаждающейся магме, без Магма и магмоообразование - учебное пособие переноса щелочей в дискретной газовой фазе.

5. При начале кристаллизации магмы в качестве вероятных причин дифференциации начнут действовать разные механизмы фракционной кристаллизации (другими словами выделение поочередных кристаллических фракций из остаточного магматического расплава). На кристаллизационную дифференциацию практически всегда участвующую в дифференциации, ясно указывают минеральные ассоциации, наблюдающиеся в магматических горных породах. Неограниченное Магма и магмоообразование - учебное пособие количество экспериментальных данных по кристаллизации таких соединений, как полевые шпаты, фельдшпатоиды, пироксены, оливин и кварц, из силикатных расплавов в управляемых критериях ясно указывает, что минералы, встречающиеся вместе в магматических горных породах, кристаллизуются при одних и тех же температурах (к примеру, оливин-диопсид, оливин-лабрадор, ортоклаз-олигоклаз, фаялит Магма и магмоообразование - учебное пособие-ортоклаз). Минералы же с резко разными областями кристаллизации (к примеру, олигоклаз и оливин, ортоклаз и диопсид, мусковит и лабрадор) вместе не встречаются. Беря во внимание все это, кристаллизационную дифференциацию, возможно, следует считать основным из участвующих в дифференциации причин.

Не считая того, есть процессы, действующие раздельно либо в некой Магма и магмоообразование - учебное пособие последовательности, способные привести к разделению магмы на составные части:

1. Осаждение кристаллов томных минералов в наименее плотной воды (гравитационная дифференциация). Этот процесс может быть действенным, в особенности на ранешних стадиях, когда водянистая магма все еще преобладает и еще не очень вязкая, чтоб мешать оседанию кристаллов. Существование слоев, богатых оливином и авгитом Магма и магмоообразование - учебное пособие, в дифференцированных силах основного состава, может рассматриваться как подтверждение эффективности осаждения кристаллов, Не считая того, лабораторными опытами подтверждена возможность осаждения кристаллов оливина и пироксена в воды, имеющей плотность базальтовой магмы. В больших стратифицированных интрузиях основного состава (интрузивные комплексы Скергаард и Стиллуотер) наблюдается пластовая форма и структурные особенности сортировки, подобные структурам, возникающим Магма и магмоообразование - учебное пособие в итоге постепенного осаждения кластических осадков. Это не оставляет сомнения в том, что в формировании этих интрузий главную роль играл процесс скопления кристаллов, опускавшихся в водянистой магме. Тут наблюдается ясная концентрация томных минералов (оливин, пироксен и хромит) в нижних слоях. Все же до сего времени еще не Магма и магмоообразование - учебное пособие подтверждено, что высочайшая степень дифференциации этих интрузий стопроцентно либо хотя бы в большей собственной части обоснована обычным гравитационным осаждением ранее образовавшихся томных кристаллов.

2. Всплывание легких кристаллов (к примеру, полевого шпата, лейцита) в тяжеленной воды. Этот механизм был применен для разъяснения присутствия анортозита (лабрадорит, анортозит) на верхних уровнях интрузий Магма и магмоообразование - учебное пособие габбро. Это, возможно, наименее всераспространенный процесс, чем процесс осаждения томных минералов, схожих оливину и авгиту.

3. Если на некой стадии эволюции магмы развивается газовая фаза, и если пузырьки газа всплывают наверх, то на концентрацию легких кристаллов вверху может, по-видимому, повлиять процесс флотации. Он состоит в том, что поднимающиеся пузырьки садятся Магма и магмоообразование - учебное пособие на отдельные кристаллы и принуждают их всплывать наверх. Если к моменту кипения кристаллизация зашла довольно далековато, то поднимающийся газ может выдуть остаточную жидкость наверх через промежутки меж кристаллами. Этот механизм получил заглавие «газовая промывка». Он разъясняет взрывной выброс трахитов, отделившихся из оливиново-базальтовой магмы.

4. Когда кристаллизация магмы в глубинных критериях продвинулась Магма и магмоообразование - учебное пособие довольно далековато, кристаллы образуют непрерывную сетку, в порах которой сохраняется остаточная жидкость. Если вся масса сжимается при подвижках вмещающих пород, о остаточная жидкость выжимается с образованием отдельного от дифференцированной магмы тела. Если сетка кристаллов разрывается под действием растягивающих сил, то остаточная жидкость стремится заполнить образовавшиеся таким макаром пустоты. Этот Магма и магмоообразование - учебное пособие процесс именуется «автоинтрузией». Одним из бессчетных примеров подобного процесса считается образование неверного тела сиенита мощностью 18 м в дифференцированном силе основного состава на полуострове Шайант в Шотландии. Есть примеры разламывания кварцитов и схожих им хрупких пород, что вызывает миграцию остаточной магмы в образованные таким макаром полости.

5. Ранее образованные кристаллы Магма и магмоообразование - учебное пособие томных минералов (оливин, пироксены) могут концентрироваться в передвигающейся магме при помощи механизма, аналогичного отмучиванию. Этому должна благоприятствовать низкая вязкость водянистой фазы, и его эффекты следует находить в массе главных изверженных пород, содержащих огромное количество воды (к примеру потухший третичный вулкан в штате Орегон).

6. Природа водянистой фракции кристаллизующейся магмы в определенный Магма и магмоообразование - учебное пособие момент находится в зависимости от природы материнской магмы, преобладающих температуры и давления, степени, до которой уже развилась фракционная кристаллизация, и нрава равновесия меж кристаллами и жидкостью. Многие минералы магматического происхождения, устойчивые при больших температурах, становятся неуравновешенными на контакте с магматической жидкостью при более низких температурах. Равновесие Магма и магмоообразование - учебное пособие обычно восстанавливается при реакции меж жидкостью и кристаллами, при этом появляется некая новенькая кристаллическая фаза. Это процесс оборотный инконгруэнтному плавлению. В неких критериях остывания новенькая устойчивая фаза может создавать кайму вокруг кристалла неуравновешенной фазы, которая, таким макаром, будет изолирована от воды. Вследствие того, что диффузия в ионном кристалле идет намного Магма и магмоообразование - учебное пособие медлительнее, чем в воды, быстроту реакции сходу резко падает и становится нескончаемо малой, по мере того как вырастает толщина защитной оболочки из устойчивой кристаллической фазы. Отлично известные зональные кристаллы (к примеру, плагиоклазы) и обскурантистские каймы минералов магматических пород демонстрируют, что это обыденное явление. Возникающая в данном случае неравновесность не Магма и магмоообразование - учебное пособие может явиться предпосылкой дифференциации, кроме очень малых областей вокруг отдельных зональных кристаллов, но она может очень воздействовать на состав остаточных жидкостей и горных пород, дифференциация которых происходила по другому, к примеру с помощью «промывания газом». Таким макаром, это явление можно считать одним из вероятных методов дифференциации.

Процессы, вышеперечисленные, в Магма и магмоообразование - учебное пособие целом представляются достаточными для разъяснения большинства магматических явлений, обычно приписываемых дифференциации. Это, но, не значит, что дифференциация является главным либо тем паче нужным фактором, обусловливающим обилие магматических пород.

3.2 Ассимиляция

Магма, внедряющаяся в какие-либо вмещающие породы, изредка находится в хим равновесии с ними, хотя она может быть в Магма и магмоообразование - учебное пособие равновесии с одним либо несколькими минералами, слагающими эти породы. Таким макаром, во время внедрения должны происходить реакции меж магмой и вмещающей породой. В процессе таковой реакции состав магмы (почти всегда силикатного расплава с взвешенными в нем кристаллами одной либо нескольких жестких фаз) меняется в итоге поглощения вещества вмещающей породы. Этот процесс конфигурации Магма и магмоообразование - учебное пособие состава магмы именуют ассимиляцией. Механизм процесса ассимиляции в любом случае определяется последующими общими положениями, верно сформулированными Боуэном.

1. Для плавления большинства горных пород требуются огромные количества тепла, в среднем около 100 кал/г. Эту теплоту должна доставить магма, вызывающая плавление. При всем этом по мере ассимиляции магма должна охлаждаться. Если сначало Магма и магмоообразование - учебное пособие магма имела температуру мало более высшую, чем температура начала кристаллизации, то плавление жесткой породы приведет к соответственной кристаллизации магмы. Дальше магма может вызвать плавление только тех минералов, точка плавления которых ниже, чем температура магмы (к примеру, базальт при 1200 ºС не может расплавить кварцит, хотя он может реагировать Магма и магмоообразование - учебное пособие с ним). Полная ассимиляция каких-то веществ водянистой магмой просит, таким макаром, чтоб магма сначала имела температуру не несколько сотен градусов выше температур ее кристаллизации (чтоб магма была «перегрета»). Это, разумеется, нереально, если сама магма является продуктом или частичного плавления, или кристаллизационной дифференциации.

2. Допустим, что магма начала кристаллизоваться Магма и магмоообразование - учебное пособие и что образующиеся кристаллы относятся к обскурантистскому ряду (обыденный случай для минералов магматических пород. Тогда жидкость оказывается очень пересыщенной хоть каким предыдущим членом в том же обскурантистском ряду (другими словами минералом этого ряда, кристаллизующимся при более высочайшей температуре). Жидкость в таком случае не способна перевести этот член ряда в Магма и магмоообразование - учебное пособие жидкое состояние. Если кристаллы этого высокотемпературного члена добавляются к магме, то равновесие устанавливается в итоге реакции (ионный обмен меж жидкостью и кристаллами), в процессе которой сторонняя фаза преобразуется в кристаллы той фазы, которой насыщена жидкость. Разглядим кристаллы лабрадора в контакте с гранитным расплавом, из которого уже выкристаллизовался олигоклаз Магма и магмоообразование - учебное пособие. Эти плагиоклазы образуют обскурантистский ряд, содержание оксида натрия в каком увеличивается в сторону низкотемпературных разностей. Кристаллы лабрадора, как следует, не могут ни раствориться ни расплавиться. Заместо этого происходит непростая реакция, в какой участвуют жидкость, взвешенные кристаллы олигоклаза и посторонние кристаллы лабрадора. Лабрадор при всем этом преобразуется в олигоклаз – фазу, которая находится в Магма и магмоообразование - учебное пособие равновесии с расплавом. Если реакция протекает без утраты тепла (адиабатически), то кристаллы олигоклаза, ранее присутствовавшие, несколько обогащаются известью по сере хода реакции.

3. Представим сейчас, что магма, уже содержащая кристаллы высокотемпературного члена обскурантистского ряда *к примеру, оливина), приходит в соприкосновение с сторонними кристаллами низкотемпературного члена такого же обскурантистского ряда (к Магма и магмоообразование - учебное пособие примеру, гиперстена). Равновесие тут также нарушается вследствие обоюдных реакций меж разными жесткими фазами. В данном случае сторонняя кристаллическая фаза (гиперстен) растворяется (плавится) в водянистой фракции магмы, но для притока нужной сокрытой теплоты плавления и для поддержания равновесия в системе некое эквивалентное количество фазы, которой жидкость уже насыщена, а Магма и магмоообразование - учебное пособие конкретно оливина, должна перейти в кристаллическое состояние. Ассимиляция, таким макаром, может быть описана как непростой процесс обоюдных реакций меж магмой им вмещающей породой. Некие минералы, присутствующие во вмещающих породах, могут на сто процентов либо отчасти расплавиться и, таким макаром, войти в водянистую фракцию магмы. Другие меняются в итоге реакции ионного Магма и магмоообразование - учебное пособие обмена с теми кристаллическими фазами, которыми жидкость уже насыщена. Если некие минералы случаем оказываются совместимыми с внедряющейся магмой, то они сохраняются в ней неизмененными в том виде, в каком они выделяются из отчасти модифицированных и расплавленных вмещающих пород, а потом могут быть вынесены в реагирующую магму. Конечный продукт представляет Магма и магмоообразование - учебное пособие собой контаминированную, отчасти закристаллизованную магму. В почти всех случаях количество воды в таковой контаминированной магме миниатюризируется по мере хода реакции. Когда при непрерывном охлаждении магма вполне кристаллизуется, она образует контаминированную изверженную породу, которая никогда не была стопроцентно водянистой и которая сложена из материала, доставленного частично начальной магмой Магма и магмоообразование - учебное пособие и частично вмещающими породами. В данном случае нереально установить резкую границу меж магматическим материалом и вмещающими породами.

По мере приближения к контакту с интрузией вмещающие породы становятся все более и поболее модифицированными в итоге их хим обмена со смежными частями магмы. В конце концов, они получают состав, близкий либо тождественный составу Магма и магмоообразование - учебное пособие контаминированной изверженной породы, с которой они в итоге соединяются.

3.3 Гибридизация магмы

Если переработка ксенолитов вмещающих пород магмой происходила не до конца, то таковой процесс именуется гибридизацией, а возникающие породы – гибридными. Процесс гибридизации приводит к образованию в участках, примыкающих к ксенолитам, «загрязненных» магматических пород, по составу значительно отличающихся Магма и магмоообразование - учебное пособие от пород массива.

Минералы вмещающих пород, температура кристаллизации которых ниже температуры магмы, могут стопроцентно либо отчасти расплавиться и раствориться в магме. Другие минералы, имеющие более высочайшие температуры кристаллизации, оставаясь всегда жесткими, будут в итоге реакций ионного обмена метасоматически преобразовываться в минералы, сбалансированные с магмой. Если во вмещающих породах находятся такие Магма и магмоообразование - учебное пособие же минералы, какие кристаллизуются из магмы, они сохранятся постоянными. В итоге взаимодействия магмы с вмещающими породами происходит уравнивание состава меж ними. Магма обогатится теми компонентами, которые входят в состав вмещающих пород, а последние – компонентами магмы. Когда при непрерывном охлаждении такая магма стопроцентно раскристаллизуется, образуются гибридные породы, состоящие частью Магма и магмоообразование - учебное пособие из начальной магмы и частью из материала вмещающих пород.

Более соответствующими особенностями гибридных пород являются последующие.

1. Очень неоднородная текстура пород. Поблизости краевых частей интрузивного массива находятся ксенолиты, а в направлении к центру массива, где ксенолиты более переработаны магмой, на их месте находятся некорректные участки пород, отличающиеся от окружающих Магма и магмоообразование - учебное пособие по составу и структуре, что делает общую атакситовую текстуру.

2. Обилие и невыдержанность структур, как по размеру зернышек, так и по происхождению. В гибридных породах наблюдается сочетание обычных магматических гипидиоморфнозернистых, также кристаллобластовых и бластокластических структур, образующихся при раздроблении пород и цементации их тонкодисперсным агрегатом новообразованных минералов.

3. Наблюдаются необыкновенные обскурантистские отношения Магма и магмоообразование - учебное пособие минералов (глазки кварца, окруженные зернами пироксена; нарастание каемок пироксена на кристаллах амфибола).

4. Необыкновенные для магматических пород соотношения меж фемическими и салическими минералами, которые стремительно изменяются на малых расстояниях (к примеру, наличие в краевых частях массива шлиров гранитов, содержащих 20 и поболее процентов цветных минералов).

5. Наличие ксеногенных, чуждых данной породе минералов.

6. Завышенное содержание Магма и магмоообразование - учебное пособие акцессорных минералов, богатых летучими компонентами (апатит, флюорит, ортит), которые содействуют поглощению компонент вмещающих пород.

3.4 Смешение магм

Уже в 1851 г. Боуэн высказал предположение, что смешение 2-ух разных материнских магм (базальтовой и риолитовой) может разъяснить все вероятные составы, наблюдающиеся в базальтовых лавах андезито-риолитового ряда в Исландии и в Магма и магмоообразование - учебное пособие других местах. С развитием петрографии была подтверждена полная непригодность этой догадки для разъяснения петрографических различий горных пород. Хим и минералогические составы горных пород, известные даже в какой-нибудь одной области оказываются при детализированном исследовании очень сложными, и их нельзя рассматривать как обыкновенные линейные соотношения, которые должны появляться в итоге смешения каких Магма и магмоообразование - учебное пособие-либо 2-ух конечных членов. Смешение магм сейчас уже не рассматривается как основной фактор магматической эволюции.

Это не означает, но, что смешение магм вообщем не может иметь места. Некие необыкновенные горные породы, в каких огромное число кристаллических фаз находится в неравновесных парагенезисах, могут представлять собой в ряде всевозможных случаев продукты смешения Магма и магмоообразование - учебное пособие 2-ух отчасти закристаллизованных магм. Одним из вероятных примеров являются кейвекиты (Новенькая Зеландия). Они представляют собой лавы, в каких вкрапленники плагиоклаза, анортоклаза, авгита (с эгириновыми каймами), оливина и бурой роговой обманки погружены в основную массу из олигоклаза, анортоклаза и авгита. Они рассматриваются как базальто-трахитовые гибридные породы. Еще большее значение Магма и магмоообразование - учебное пособие, чем такие редчайшие породы, как кейвекиты, имеют примеры смешения магм для более всераспространенных типов лав, в особенности для андезитов и базальтов. В лавах из вулканической провинции Сан-Хуан в Колорадо различия состава вкрапленников плагиоклаза очень сложны, чтоб их можно было разъяснить обычный дифференциацией. Эти конфигурации совместимы с механизмом смешения Магма и магмоообразование - учебное пособие 2-ух магм, содержащих взвешенные кристаллы. Не считая того, создатели работ по провинции Сан-Хуан сделали вывод, что тут должно было иметь место очень тщательное смешивание огромных масс магмы для того, чтоб можно было разъяснить однородное рассредотачивание вкрапленников полевого шпата в лавах очень протяженных потоков. На основании Магма и магмоообразование - учебное пособие вышеприведенного примера и на основании очень широкого распространения вкрапленников плагиоклазов с очень изменяющимся составом в андезитах и дацитах представляется вероятным представить, что основная функция магматического смешения в эволюции магматического ряда заключается в соединении магм схожего происхождения, которые ранее обособились в итоге дифференциации либо ассимиляции.

3.5 Условия кристаллизации магмы

Степень кристалличности и зернистости Магма и магмоообразование - учебное пособие пород зависит в главном от критерий кристаллизации магмы. Полнокристаллические крупно- и среднезернистые породы являются в большей степени интрузивными абиссальными, другими словами застывшими на глубине более 1 км. Они образовались в критериях неспешного снижения температуры, под огромным давлением вмещающих пород, что препятствовало отделению минерализаторов, снижающих вязкость магматического расплава. Если наружное давление Магма и магмоообразование - учебное пособие сохраняется в процессе кристаллизации, остаточный расплав магмы существенно обогащается минерализаторами, что делает условия для образования гигантозернистых структур, соответствующих для пегматитов.

Эффузивные породы, имеющие скрытокристаллическую структуру и нередко содержащие вулканическое стекло, образовались на поверхности Земли в критериях резкого падения температуры при малозначительном давлении. Вследствие этого расплав стремительно терял летучие составляющие. Гипабиссальные Магма и магмоообразование - учебное пособие породы, сформировавшиеся на маленьких глубинах в промежных критериях, имеют тонкодисперсные и афанитовые структуры.

В природе есть исключения из выше приведенных критерий. Если в интрузивных телах появляется трещиноватость, то минерализаторы (летучие составляющие) просто выделяются из магмы, утрата которых приводит к резкому увеличению вязкости магмы и резвой ее кристаллизации с образованием Магма и магмоообразование - учебное пособие тонкодисперсной структуры (к примеру, при образовании аплитов). Структуры пород, слагающих различные участки 1-го и такого же массива, обычно различны. В краевых частях всех интрузивных и эффузивных тел породы наименее раскристаллизованы, чем в центральных участках.

Процесс кристаллизации магмы определяется в главном 2-мя факторами, из которых складывается кристаллизационная способность Магма и магмоообразование - учебное пособие вещества: а) количеством образующихся центров кристаллизации и б) скоростью роста кристаллов. Кристаллизация расплава вероятна только при неком его переохлаждении, так как в поистине сбалансированных критериях выделение теплоты при переходе вещества из водянистого в жесткое состояние обусловливает расплавление образовавшихся кристаллов, в то время как при переохлаждении этой теплоты оказывается Магма и магмоообразование - учебное пособие недостаточно (рис. 3.1.). Число центров кристаллизации в районе точки плавления очень некординально, но оно увеличивается с повышением степени переохлаждения, а потом, пройдя максимум, миниатюризируется и становится равным нулю. Скорость роста кристаллов также мала поблизости точки плавления, возрастает по мере удаления от нее, перебегает через максимум и миниатюризируется до нуля. При Магма и магмоообразование - учебное пособие всем этом максимумы кривых

скорости роста кристаллов и скорости образования центров кристаллизации не совпадают, что обусловливает наличие нескольких областей переохлаждения с различной кристаллизационной способностью и соответственно с различными типами структур.

Если магма охлаждается медлительно и температура ее длительно держится поблизости точки плавления, то появляется маленькое количество центров кристаллизации. При очень Магма и магмоообразование - учебное пособие неспешном охлаждении магма может на сто процентов раскристаллизоваться, не достигнув поля, где появляется много центров кристаллизации.


4. Общие закономерности кристаллизации магмы

Главнейшие особенности минерального состава, структуры и текстуры хоть какой магматической породы определяются процессом кристаллизации природного силикатного расплава – магмы. Магма имеет непростой и разный в различных случаях состав. В итоге ее кристаллизации обычно Магма и магмоообразование - учебное пособие выделяется не один жесткий минерал, а несколько. В процессе кристаллизации выделившиеся минералы находятся во содействии с расплавом, некие из их возникают и исчезают, другие изменяют собственный состав, третьи остаются такими, какими они выделелись сначало. Для того, чтоб представить для себя общий ход кристаллизации магмы, как главной стадии образования магматической Магма и магмоообразование - учебное пособие породы, уяснить порядок выделения минералов, нрав обоюдных отношений меж выделившимися минералами и расплавом, нужно разглядеть общие законы кристаллизации силикатных расплавов. Они установлены экспериментально и рассчитаны на теоретическом уровне, действуют при кристаллизации двух-, трех- и многокомпонентных систем и определяют кристаллизацию магмы, которая исходя из убеждений физической химии Магма и магмоообразование - учебное пособие является многокомпонентной системой.

Кристаллизация хоть какого сложного расплава, как естественного, так и искусственного, подчиняется трем законам: 1) закону эвтектики; 2) закону перитектики (прерывно-реакционного взаимодействия) и 3) закону кристаллизации жестких смесей (непрерывно-реакционного взаимодействия) и при кристаллизации сложного многокомпонентного расплава все эти типы соотношений могут проявляться сразу, другими словами одна пара либо несколько минералов Магма и магмоообразование - учебное пособие могут находиться в эвтектических соотношениях меж собой и расплавом, друга пара может иметь прерывно-реакционные соотношения и т.д. Перечисленные законы относятся к кристаллизации «сухих», конденсированных расплавов, на кристаллизацию которых не оказывает влияние наличие газовой фазы. При кристаллизации расплавов богатых летучими компонентами вышеупомянутые дела меж минералами и Магма и магмоообразование - учебное пособие расплавом сохраняются, но процесс кристаллизации значительно усложняется.

4.1 Кристаллизация по закону эвтектики

Кристаллизация по закону эвтектикихарактеризуется последующими главными особенностями: 1) выделяющиеся из расплава минералы не меняют во время кристаллизации собственный состав и не вступают в обскурантистское взаимодействие ни меж собой, ни с расплавом; при нарушении обычного хода кристаллизации может быть только задержка в Магма и магмоообразование - учебное пособие кристаллизации, оборотное расплавление (оплавление) ранее выделившихся жестких кристаллов; 2) порядок выделения минералов из расплава определяется не столько температурой плавления этих минералов, сколько составом кристаллизующегося расплава, концентрацией в нем того либо другого компонента; 3) температура начала кристаллизации расплава консистенции находится в зависимости от состава этой консистенции; маленькая надбавка к какому-либо Магма и магмоообразование - учебное пособие компоненту другого компонента понижает температуру начала кристаллизации; 4) температура конца кристаллизации расплава консистенции не находится в зависимости от состава консистенции; кристаллизация завершается всегда при определенной эвтектической температуре; 5) состав последней порции расплава в конце процесса кристаллизации не находится в зависимости от состава начального расплава. Состав последней порции расплава всегда определенный – эвтектический. Эвтектика – это Магма и магмоообразование - учебное пособие определенное процентное соотношение 2-ух либо нескольких компонент расплава, которые сразу кристаллизуются при определенной температуре, которая всегда ниже температуры кристаллизации каждого их компонент в отдельности.

Разглядим эвтектическую кристаллизацию на примере системы диопсид-анортит (рис. 4.1). Температура плавления анортита 1550 ºС, другими словами если взять расплав незапятнанного анортита, то он Магма и магмоообразование - учебное пособие будет кристаллизоваться при этой температуре пока вполне не раскристаллизуется и температура будет неизменной. Это вытекает из «правила фаз», выражаемого формулой F=(K+2) – P, где F – число вероятных конфигураций критерий, К – число компонент и Р – число фаз (жестких и водянистых). Для конденсированных систем, где изменение давления не оказывает влияние на ход Магма и магмоообразование - учебное пособие кристаллизации, это выражение воспринимает вид: F=(K+1) – P. В этом случае К=1, потому что взят расплав только 1-го анортита и система однокомпонентная. Р=2 (расплав и кристаллы анортита), как следует F= (1+1) – 2=0.

Прибавление 15% диопсида к расплаву снизит температуру начала кристаллизации до 1510ºС. При всем этом в процессе кристаллизации Магма и магмоообразование - учебное пособие температура уже может снижаться, потому что тут К=2, Р=2, F=(2+1) – 2=1. Если взять состав расплава с еще огромным содержанием диопсида (к примеру, 35%), то температура начала кристаллизации будет еще ниже (1420ºС). Так как состав расплава можно изменять безпрерывно, то приобретенная кривая выразит температуру начала кристаллизации всех консистенций богатых анортитом.

То же самое будет Магма и магмоообразование - учебное пособие типично и для консистенций богатых диопсидом, температура плавления которого 1400ºС. Прибавление 20% анортита снизит температуру начала кристаллизации до 1360ºС и т.д. В конечном итоге может быть построена кривая конфигурации температуры начала кристаллизации для консистенций богатых диопсидом. На рисунке 1 видно, что обе кривые пересекаются в точке Магма и магмоообразование - учебное пособие е. Как следует, если возьмет расплав, в каком 46% диопсида и 54% анортита, то он начнет кристаллизоваться при меньшей температуре 1270ºС. Точка е соответствует эвтектике и для нее свойственна определенная температура. Если начальный расплав имеет эвтектический состав, то с самого начала начнут выделяться сразу и анортит и диопсид. По правилу Магма и магмоообразование - учебное пособие фаз температура не поменяется, пока не пропадет весь расплав. К=2, Р=3 (две жестких фазы, диопсид и анортит плюс расплав), F=(2+1) – 3=0. Если же состав начального расплава не эвтектический, то сначала из расплава будет выделяться только один минерал (тот которого во взятом расплаве больше, чем в эвтектическом). По мере уменьшения количества этого минерала Магма и магмоообразование - учебное пособие, будет понижаться температура кристаллизации и уменьшаться концентрация этого минерала, пока не достигнет точки эвтектики.

Обычная двухкомпонентная система диопсид-анортит имеет огромное значение для петрологии. Состав главных магматических пород (к примеру, габбро) практически эвтектический. Отсюда следует вывод, что пироксен и основной плагиоклаз должны кристаллизоваться из магмы сразу. Состав основной магмы Магма и магмоообразование - учебное пособие не точно отвечает эвтектике, потому первым может начать выделяться или пироксен, или плагиоклаз, но в процессе кристаллизации эвтектика будет достигнута. В эвтектических соотношениях находятся такие минералы как кварц и полевой шпат; нефелин и полевой шпат; полевой шпат и цветной минерал; нефелин и цветной минерал. Эвтектические соотношения есть Магма и магмоообразование - учебное пособие меж цветными и тусклыми минералами хоть какой магматической породы. По этой причине при кристаллизации магмы цветные и тусклые минералы выделяются сразу. Так как меж кварцем и полевым шпатом тоже существует эвтектическое соотношение, оба этих минерал вместе находятся во вкрапленниках в гранит-порфирах либо риолитах.

В системах с летучими компонентами, эвтектика меж Магма и магмоообразование - учебное пособие 2-мя минералами может иметь несколько другое количественное соотношение, чем в «сухих» системах, но сохраняется. В тех случаях, когда в дополнение к двум минералам находится 3-ий, к примеру, пироксен, плагиоклаз и оливин, то порядок кристаллизации определяется правилом Нернста о снижении растворимости веществ, имеющих общий ион. Потому что оливин и пироксен Магма и магмоообразование - учебное пособие имеют общий ион (Mg, Fe), растворимость оливина в присутствии пироксена существенно миниатюризируется, и он кристаллизуется ранее полевого шпата даже в тех случаях, когда его содержание невелико. Особенности эвтектики сохраняются не только лишь в тройной системе. Они должны сохраняться и в многокомпонентной системе, какой является магма.

4.2 Кристаллизация по закону перитектики Магма и магмоообразование - учебное пособие

Кристаллизация по закону перитектики характеризуется последующими особенностями: 1) она вероятна только в этом случае, когда составляющие образуют хим соединение с инконгруентной (сокрытой) точкой плавления. Это значит, что при нагревании данное соединение не может сходу перебегать в расплавленное состояние, а разлагается с образованием расплава другого состава и другой Магма и магмоообразование - учебное пособие жесткой фазы. Так, к примеру, в двухкомпонентной системе Mg2 SiO4 -SiO2 есть соединение Mg2 Si2 O6, которое не может сходу перебегать в расплав такого же состава; 2) при кристаллизации по закону перитектики при определенных температурах ранее выделившиеся кристаллы вступают в обскурантистское взаимодействие с расплавом, в итоге которого образуются кристаллы нового минерала; при всем Магма и магмоообразование - учебное пособие этом обскурантистское взаимодействие имеет место исключительно в определенные периоды процесса кристаллизации и потому отношения минералов с магмой и меж собой могут быть только прерывно обскурантистскими; 3) порядок выделения минералов строго определенный и не находится в зависимости от состава расплава; 4) температура начала и конца кристаллизации в узнаваемых границах Магма и магмоообразование - учебное пособие находится в зависимости от состава консистенции; 5) состав последних порций кристаллизующегося расплава в узнаваемых границах зависит также от состава начального расплава.

В качестве примера разглядим «сухую» систему форстерит-кремнезем (Mg2 SiO4 -SiO2 ). Если расплав богат форстеритом, то при температуре 1850ºС (рис. 4.2) начнут выделяться кристаллы этого минерала. Кристаллизация длится при снижении температуры, потому Магма и магмоообразование - учебное пособие что в согласовании с правилом фаз F=(2+1) – 2=1. При температуре 1750ºС количество кристаллического форстерита уже будет приблизительно такое же как количество расплава. При температуре 1670ºС расплава будет уже вдвое меньше, чем кристаллов форстерита, а в составе расплава будет больше SiO2 . При температуре 1557ºС меж расплавом Магма и магмоообразование - учебное пособие, состав которого уже будет составлять 25% от начального количества и кристаллами, количество которых составит 75% начнется реакция с образованием клиноэнстатита (точка перитектики – сокрытая точка плавления). Согласно правилу фаз, температура не может далее снижаться, пока не завершится эта реакция, потому что тут уже три фазы (две жестких и расплав), F=(2+1) – 3=0. В итоге этой реакции Магма и магмоообразование - учебное пособие израсходуется весь расплав и кристаллизация завершится. Появляется агрегат, в каком 30% клиноэнстатита и 70% форстерита.

Если расплав по составу соответствовал клиноэнстатиту, то при температуре 1700ºС начнут выделяться кристаллы форстерита и при предстоящем снижении температуры количество их будет возрастать. При температуре 1557ºС меж кристаллами форстерита и расплавом произойдет реакция Магма и магмоообразование - учебное пособие. Температура в течение этой реакции не поменяется, а итоге реакции сразу пропадут и жидкость и кристаллы форстерита, другими словами кристаллизация на этом завершится.

Если взять расплав более обеспеченный кремнеземом, чем клиноэнстатит, то при температуре 1650ºС начнут выделяться кристаллы форстерита. Так будет длиться до температуры 1557ºС, когда начнется реакция Магма и магмоообразование - учебное пособие меж расплавом и форстеритом. Но в итоге ее пропадут уже кристаллы форстерита. Кристаллизация при этой температуре не завершится. Как пропадут кристаллы форстерита, температура вновь может снижаться, потому что будет снова только две фазы (клиноэнстатит и расплав) и по правилу фаз F=(2+1) – 2=1. При снижении температуры из расплава будут выделяться конкретно Магма и магмоообразование - учебное пособие кристаллы клиноэнстатита. При температуре 1550ºС их количество достигнет 70%. Так будет длиться до температуры 1543ºС, когда состав расплава достигнет эвтектики меж клиноэнстатитом и кристобалитом. Тут появится новенькая жесткая фаза (кристобалит) и кристаллизация будет длиться уже при неизменной температуре в согласовании с правилом фаз F=(2+1) – 3=0, до полного исчезновения эвтектического Магма и магмоообразование - учебное пособие расплава.

При кристаллизации расплава еще больше обеспеченного кремнеземом кристаллизация начнется с выделения кристаллов кристобалита.

Рассмотренный случай очень важен для петрологии, потому что иллюстрирует перитектические обскурантистские соотношения меж оливином и ромбическим пироксеном. Обскурантистские каймы ромбического пироксена вокруг оливина в магматических породах наблюдаются повсевременно. Они образуются в этом случае Магма и магмоообразование - учебное пособие, или когда перитектическая реакция не доходит до конца, или в итоге полного израсходования кремнезема в расплаве, или в итоге резкого конфигурации температуры, когда выделившиеся кристаллы оливина не успевают прореагировать с расплавом и ромбический пироксен начнет кристаллизоваться из расплава и нарастать на остатки зернышек оливина. Обскурантистские каймы бывают не только Магма и магмоообразование - учебное пособие лишь вокруг зернышек оливина. На кристаллах ромбического пироксена можно созидать каймы моноклинного пироксена, образующиеся в итоге не дошедшей до конца реакции меж кристаллами ромбического пироксена и расплавом. В обскурантистских соотношениях находятся моноклинный пироксен и роговая обманка. Реакция кристаллов моноклинного пироксена с расплавом усложняется ролью в ней воды. В обскурантистских соотношениях Магма и магмоообразование - учебное пособие находятся роговая обманка и биотит. Таким макаром, устанавливается определенный прерывно-реакционный ряд цветных минералов: оливин→магнезиальный пироксен→известково-магнезиальный пироксен→амфибол→биотит.

В процессе кристаллизации магмы отдельные члены этого ряда могут выпасть вследствие резкой смены критерий. Каймы амфибола вокруг оливина будут свидетельствовать о таком неравновесном состоянии системы в процессе Магма и магмоообразование - учебное пособие кристаллизации. При обычном ходе кристаллизации магмы цветные минералы, выделившиеся в 1-ые стадии процесса, на сто процентов исчезают, сменяясь другими. Отсюда понятно, почему в порфировых вкрапленниках эффузивных пород цветной минерал обычно другой, чем тот, который находится в соответственных интрузивных породах. В андезитах во вкрапленниках находятся обычно пироксены, а диоритах – роговая обманка Магма и магмоообразование - учебное пособие.

Кристаллизация с образованием инконгруэнтно плавящегося соединения имеет место и для неких салических минералов. Так кристаллизуется система лейцит-кремнезем, в какой появляется ортоклаз, плавящийся инконгруэнтно. Температура кристаллизации лейцита – 1686ºС, а температура преобразования его в ортоклаз – 1170ºС. Этот процесс разъясняет невозможность совместного нахождения фельдшпатоидов и кварца. Подобные реакции могут Магма и магмоообразование - учебное пособие происходить и в многокомпонентной системе.

4.3 Кристаллизация по закону непрерывного обскурантистского взаимодействия (в системах с жесткими смесями)

Большая часть минералов магматических пород представляют собой твердые смеси, другими словами – совершенную изоморфную смесь 2-ух либо более компонент. Плагиоклазы – изоморфная смесь альбита и анортита, щелочные полевые шпаты – калиевого полевого шпата Магма и магмоообразование - учебное пособие и альбита, оливин – форстерита и фаялита и т.д. Потому кристаллизация расплавов, из которых образуются твердые смеси, имеет принципиальное значение. В таких расплавах кристаллизация идет по закону непрерывного обскурантистского взаимодействия. Особенности кристаллизации по этому закону последующие: 1) в процессе кристаллизации состав выделившихся жестких кристаллов безпрерывно меняется; 2) температура определяет не только лишь Магма и магмоообразование - учебное пособие количественное соотношение выделившихся кристаллов и расплава, да и состав жесткой фазы; 3) меж выделившимися кристаллами и расплавом в течение всего процесса кристаллизации имеет место непрерывное обскурантистское взаимодействие, в итоге которого меняется состав расплава и жесткой фазы; 4) прибавление к легкоплавкому компоненту более тугоплавкого может вызвать увеличение температуры начала кристаллизации расплава консистенции Магма и магмоообразование - учебное пособие; 5) температура начала кристаллизации, состав первых кристаллов жесткой фазы, также температура конца кристаллизации, состав последних порций расплава и состав образовавшихся жестких кристаллов зависит только от состава консистенции.

Разглядим процесс кристаллизации в очень принципиальной системе альбит-анортит (рис. 4.3). Температура плавления анортита – 1550ºС. Прибавление альбита равномерно понижает температуру начала кристаллизации расплава Магма и магмоообразование - учебное пособие консистенции. Температура плавления альбита – 1100ºС. Маленькое прибавление аноритта сразу увеличивает температуру начала кристаллизации расплава консистенции. Так расплав, содержащий 20% анортита и 80% альбита, начнет кристаллизоваться при температуре 1350ºС. Верхняя кривая на рисунке охарактеризовывает температуру начала кристаллизации и состав расплава, а нижняя кривая – температуру конца кристаллизации и состав жесткой фазы.

Из Магма и магмоообразование - учебное пособие расплава, содержащего 40% альбита и 60% анортита при температуре 1475ºС начнут выделяться кристаллы плагиоклаза, номер которого будет 87. При снижении температуры состав расплава будет изменяться в сторону обогащения альбитом, да и состав плагиоклаза тоже будет обогащаться альбитом. При температуре 1425ºС кристаллов плагиоклаза и расплава будет поровну. Номер плагиоклаза будет 78, а расплав Магма и магмоообразование - учебное пособие будет содержать 58% альбита и 42% анортита. При температуре 1350ºС в равновесии будут уже кристаллы плагиоклаза №65 в количестве 85% и 15% расплава, содержащего всего 25% анортита. Количество расплава с снижением температуры безпрерывно миниатюризируется и при 1325ºС уменьшится до 0. Номер плагиоклаза станет 60. Состав последних порций расплава будет содержать 80% альбита и 20% анортита. Таким макаром Магма и магмоообразование - учебное пособие, кристаллизация данного расплава завершится при температуре 1325ºС.

При обычном ходе кристаллизации состав расплава и состав жестких кристаллов меняется безпрерывно. Это может быть только при довольно неспешном остывании, когда реакция доходит до конца. При кристаллизации магмы в глубинных критериях плагиоклаз, выделившийся в 1-ые стадии процесса, успевает прореагировать с расплавом Магма и магмоообразование - учебное пособие. Потому в интрузивных породах зональный плагиоклаз практически не встречается.

При образовании эффузивных пород кристаллизация идет стремительно и не безпрерывно. Потому плагиоклаз в этих породах имеет ряд особенностей. Во-1-х, в порфировых вкрапленниках, представляющих сохранившиеся кристаллы первых стадий кристаллизации, обычно находится более основной плагиоклаз, чем тот, который составляет интрузивную Магма и магмоообразование - учебное пособие породу соответственного состава. К примеру, в риолитах встречается лабрадор, а гранитах – олигоклаз. Во-2-х, плагиоклаз во вкрапленниках эффузивных пород практически всегда зональный. К примеру, при кристаллизации расплава (рис. 4.4) температура от 1475ºС до 1425ºС понизится так стремительно, что кристаллы не успеют прореагировать с расплавом. Тогда на Магма и магмоообразование - учебное пособие их при предстоящем снижении температуры начнет нарастать плагиоклаз другого состава. Так как в процессе кристаллизации может быть неоднократным перерыв в обскурантистском содействии расплава с жесткой фазой, то может образоваться несколько зон, другими словами возникнет зональный плагиоклаз, который повсевременно наблюдается в эффузивных породах. Границы меж этими зонами могут быть резкими Магма и магмоообразование - учебное пособие и расплывчатыми. Резкие границы, нередко со следами оплавления, указывают на полное прекращение обскурантистского взаимодействия. Постепенные переходы меж зонами указывают, что это взаимодействие было не полным, в итоге того, что диффузия вещества из расплава к кристаллу шла резвее, чем снутри кристалла.

Аналогичным образом кристаллизация может происходить и в системах, содержащих твердые Магма и магмоообразование - учебное пособие смеси других составов (оливин, ромбические пироксены и т.д.). Кристаллизация в системе KAlSi3 O8 -NaAlSi3 O8 в «сухом» состоянии будет проходить так же.

В системе KAlSi3 O8 -NaAlSi3 O8 с летучими компонентами кристаллизация идет при более низких температурах, что может привести к распаду жестких смесей и образованию пертитов либо антипертитов Магма и магмоообразование - учебное пособие.

Особенности кристаллизации по закону непрерывного обскурантистского взаимодействия сохраняются и в более сложных системах.

4.4 Воздействие летучих компонент на кристаллизацию магмы

При кристаллизации расплавов, состоящих из одних силикатов можно не учесть их летучесть и исключить воздействие давления на ход кристаллизации. Но, если в состав силикатного расплава входят такие летучие составляющие Магма и магмоообразование - учебное пособие, как H2 O, CO2 , HCl, HF, H2 и т.п. третировать газовой фазой нельзя, потому что она участвует в процессе кристаллизации расплава.

Магма либо лава всегда содержат летучие составляющие. На это указывают последующие факты: 1) извержение лав хоть какого состава сопровождается вывыделением пара либо газа в значимом количестве (на Аляске Магма и магмоообразование - учебное пособие в вулканической области «Долина 10 тыщ дымов» раз в год выделяется 1,25 млн. тонн HCL и до 200 тыс. тонн HF); 2) главной составной частью всех поствулканических выделений является вода; 3) все магматические породы содержат в собственном составе воду. В граните ее 0,69%, в нефелиновом сиените – 1,38%, в габбро – 1,1%, в риолите – 1,54%, в базальте – 1,69%. В неких Магма и магмоообразование - учебное пособие вулканических стеклах содержание воды добивается 10%. Но горных породах находится только маленькая часть воды, находящейся в магме. При кристаллизации большая часть летучих компонент выделяется из магмы.

Сколько воды в магме точно непонятно, но в 1938 г. тестами Горансона показано, что растворимость воды в гранитном расплаве ограничена. Гранитный расплав при давлении 100 атм (соответствует глубине Магма и магмоообразование - учебное пособие 2 км) может растворить только 3,75% воды, а при давлении 4000 атм (соответствует глубине 15 км) – 9,25%. Во всяком случае нельзя считать, что магма может содержать огромное количество воды и других летучих компонент.

Присутствие летучих компонент в кристаллизующейся магме либо лаве резко отражается на ее свойствах и оказывает влияние на ход кристаллизации.

1. Присутствие летучих компонент Магма и магмоообразование - учебное пособие резко понижает температуру начала кристаллизации. Установлено, что 1% растворенной в расплаве воды понижает температуру кристаллизации приблизительно на 50º, другими словами при содержании 8–10% воды температура должна понизиться на 400–500 º.

2. Присутствие летучих компонент резко понижает вязкость силикатного расплава, и, как следует, содействует росту кристаллов.

В системах с ограниченной растворимостью летучего компонента в Магма и магмоообразование - учебное пособие силикатном расплаве всегда имеет место резкий переход от расплава к раствору, даже при больших давлениях. Отсюда следует наличие резкой границы меж разными стадиями кристаллизации – магматической и пневматолитовой.

Основная особенность кристаллизации в системах с летучими компонентами – существование «ретроградного кипения», другими словами выделения газа при одновременной кристаллизации. Оно начинается при снижении Магма и магмоообразование - учебное пособие температуры. В итоге ретроградного кипения магма преобразуется в горную породу, пропитанную газовым веществом, который находится в равновесии с породой и потому может вызвать перекристаллизацию ее подобно тому, как перекристаллизовывается осадок, остающийся в насыщенном растворе. В предстоящем, если состав газового раствора меняется, то он не будет находиться Магма и магмоообразование - учебное пособие в равновесии с породой, тогда и магматические минералы начнут растворяться и замещаться вторичными минералами.

Таким макаром, присутствие в магме воды и других минерализаторов обусловливает появление в конце кристаллизации газового раствора. Этот раствор в случае насыщенности его компонентами горной породы вызывает перекристаллизацию породы с образование грубозернистых структур. В другом случае, когда состав раствора Магма и магмоообразование - учебное пособие отличается от состава горной породы, он вызывает отложение вторичных минералов с образованием разных структур замещения.

Общей особенностью кристаллизации магмы с ролью летучих компонент будет то, что этот процесс проходит в несколько стадий: 1) фактически магматическая стадия. Когда силикат выделяется из магмы, а газовая фаза еще не возникает; 2) «ретроградное кипение Магма и магмоообразование - учебное пособие», когда из магмы выделяется и силикат и газовая фаза; 3) пневматолитовая стадия, когда силикат выделяется из газа; 4) стадия конденсации, когда возникают водные смеси и 5) гидротермальная стадия, когда силикат выделяется из аква раствора.

4.5 Закономерности парагенетических ассоциаций и последовательность выделения минералов

Подавляющее большая часть магматических пород состоит из нескольких минеральных видов, они Магма и магмоообразование - учебное пособие именуются полиминеральными (гранит, гранодиорит, сиенит). Пореже встречаются биминеральные (габбро, диорит) и мономинеральные (лабрадорит, пироксенит, оливинит) породы.

В состав полиминеральных пород могут заходить многие минеральные виды, но в сочетании минералов, слагающих ту либо иную магматическую породу, всегда есть закономерности, обусловленные физико-химическими законами, управляющими кристаллизацией магматического расплава. Парагенетические ассоциации Магма и магмоообразование - учебное пособие в магматических породах, появившихся в разные геологические эры, очень близки, а нередко тождественны друг дружке. Некие минеральные ассоциации невозможны в магматических породах. Для щелочных пород свойственны щелочные минералы (к примеру, нефелин, щелочные полевые шпаты, эгирин, щелочной амфибол в нефелиновых сиенитах). В известково-щелочных породах цветные минералы представлены оливином, пироксенами Магма и магмоообразование - учебное пособие, роговой обманкой. Для кислых пород соответствующим является кварц. Для средних и неких главных – насыщенные кремнеземом силикаты и алюмосиликаты (ортоклаз, альбит, плагиоклазы, амфиболы, пироксены. Для главных и ультраосновных пород свойственны недосыщенные минералы (оливин в известково-щелочных и фельдшпатоиды – в щелочных). Для определения минералогического состава горной породы нужно верно знать Магма и магмоообразование - учебное пособие не только лишь оптические и морфологические характеристики отдельных минералов, да и те парагенетические ассоциации, в каких встречаются породообразующие минералы. Определив два-три минерала нужно уже ясно представлять для себя, что может быть еще в данной породе. Ниже перечисленные главные закономерности парагенезиса минералов в магматических породах обусловлены общими представлениями об образовании этих пород Магма и магмоообразование - учебное пособие.

1. Кварц не может быть вкупе с фельдшпатоидами (нефелином и лейцитом).

2. Оливин не встречается с кварцем, калиевым полевым шпатом, кислым плагиоклазом и биотитом.

3. Щелочные пироксены и амфиболы находятся обычно с нефелином и не находятся с кварцем.

4. Зеленоватая роговая обманка встречается в кислых интрузивных породах (с кислым плагиоклазом и биотитом). В Магма и магмоообразование - учебное пособие главных интрузивных породах (с главным плагиоклазом, пироксеном и оливином) находится обычно бурая роговая обманка.

5. Зеленоватая роговая обманка обычно сопровождается сфеном.

6. Мусковит не встречается вкупе с пироксеном и роговой обманкой.

7. В обычных) известково-щелочных) породах роговая обманка зарастает пироксен, в щелочных – щелочной амфибол может иметь кайму из щелочного Магма и магмоообразование - учебное пособие пироксена (эгирина).

8. Базальтическая роговая обманка встречается исключительно в кайнотипных эффузивных породах.

9. Лейцит встречается исключительно в кайнотипных эффузивных породах. В интрузивных породах он перебегает в псевдолейцит (псевдоморфозы из нефелина и калиевого полевого шпата).

10. Санидин находится исключительно в эффузивных кайнотипных породах.

4.6 Обскурантистские ряды минералов

На основании исследования силикатных расплавов и минерального состава Магма и магмоообразование - учебное пособие магматических пород Н. Боуэн изобразил последовательность выделения минералов из магмы в виде 2-ух обскурантистских рядов: прерывно-реакционного ряда фемических минералов и непрерывно-реакционного ряда салических минералов. В прерывно-реакционном ряду выделение происходит в последующем порядке: оливин→ромбический пироксен→моноклинный пироксен→амфибол→биотит. В непрерывно-реакционном ряду выделение Магма и магмоообразование - учебное пособие происходит в последующем порядке: основной плагиоклаз→средний плагиоклаз→кислый плагиоклаз→калиевый полевой шпат.

Каждому члену первого ряда соответствует определенный член второго ряда. Совместная кристаллизация минералов 2-ух обскурантистских рядов протекает с образованием эвтектики и в данном случае последовательность выделения находится в зависимости от состава расплава.

Порядок выделения фемических минералов в породах обычного ряда Магма и магмоообразование - учебное пособие также время от времени нарушается в связи с тем, что каждый фемический минерал сам является членом изоморфного ряда, в каком магнезиальные составляющие являются более тугоплавкими, чем железистые. Потому в магмах, богатых железом может наблюдаться отступление от обыденного порядка выделения. К примеру, в траппах содержится высокожелезистый гиперстен, который образовался Магма и магмоообразование - учебное пособие позднее моноклинного пироксена. В неких породах можно повстречать железистый оливин, образовавшийся вкупе с калиевым полевым шпатом, тогда как магнезиальный оливин кристаллизуется сразу с основными плагиоклазами.

Кристаллизация начинается с более высокотемпературных минералов: с оливина в левом ряду и анортита в правом. При снижении температуры ранее выделившиеся минералы реагируют с остаточной Магма и магмоообразование - учебное пособие жидкостью, образуя нижестоящие минералы. Методом закалки было установлено, что кристаллизация расплава, соответственного энстатиту, начинается с выделения кристаллов форстерита. При неспешном снижении температуры он реагирует с остаточной жидкостью, обогащенной кремнеземом, и перебегает в энстатит по схеме Mg2 SiO4 +SiO2 →Mg2 Si2 O6 . При резвом же застывании, либо фракционировании, оливин Магма и магмоообразование - учебное пособие может сохраниться в породе. При реакции оливина с расплавом появляется новый минерал – пироксен. Такое высококачественное изменение ранее выделившихся минералов при реакции их с остаточным расплавом типично для левого ряда, который представляет собой так именуемую прерывную обскурантистскую серию. Каждый минерал прерывной серии, может сам являться членом непрерывной обскурантистской серии.

Магнезиальный оливин всераспространен Магма и магмоообразование - учебное пособие в породах, недосыщенных кремнеземом, и сравнивает с более основными плагиоклазами. Железистые разновидности могут встречаться и в более богатых кремнеземом породах в ассоциации с кислым плагиоклазом.

Правый ряд представляет собой непрерывную серию плагиоклазов, соответствующей особенностью которых является их совершенный изоморфизм. Кристаллизация плагиоклаза всегда начинается с выделения члена изоморфного ряда Магма и магмоообразование - учебное пособие, обогащенного анортитовой составляющей. При неспешном остывании выделившийся плагиоклаз вступает в реакцию с остаточным расплавом и преобразуется во все более кислые разновидности. При всех этих процессах новых минеральных видов не появляется, другими словами конфигурации постепенны, чем и обосновано заглавие «непрерывная обскурантистская серия». В конце кристаллизации оба ряда соединяются Магма и магмоообразование - учебное пособие в один, заключающий конечные продукты кристаллизации магмы – калиевый полевой шпат и кварц.

Кристаллизация минералов прерывной и непрерывной серий может идти параллельно. На это показывает наличие эвтектики меж минералами обоих рядов, наблюдаемых конкретно в породах и установленных экспериментально.

Установлено, что кристаллизация по вышеприведенной схеме осуществляется при сопутствующем выделении рудных минералов, чему содействует неизменная Магма и магмоообразование - учебное пособие и достаточно значимая величина парциального давления кислорода. При низком и изменяющемся давлении кислорода кристаллизуются приемущественно силикатные минералы, а в остаточном расплаве скапливаются оксиды железа. Эта схема осуществляется в платформенных «псевдостратифицированных» интрузиях.

Экспериментальное исследование силикатных систем, близких по составу к горным породам, дает возможность найти причину всепостоянства их состава Магма и магмоообразование - учебное пособие. Так, к примеру, общая лейкократовость гранитов по сопоставлению с габбро связана с положением соответственных точек эвтектики и обогащением остаточных расплавов кремнеземом. Таким макаром, обскурантистский принцип Боуэна справедлив для многих пород. Но в нем не учитываются железистость фемических минералов, определяющая ход кристаллизации, и роль давления, изменяющая фазовые отношения в системах.


Перечень Магма и магмоообразование - учебное пособие литературы

1. Белоусова О.Н., Михина В.В. Общий курс петрографии. М.: Недра, 1972. 344 с.

2. Вильямс Х., Тернер Ф., Гилберт Ч. Петрография. Т. 1. М.: Мир, 1985. 301 с.

3. Вильямс Х., Тернер Ф., Гилберт Ч. Петрография. Т. 2. М.: Мир, 1985. 320 с.

4. Винклер Генезис метаморфических пород. М.: Недра, 1979. 328 с.

5. Даминова А.М. Петрография магматических Магма и магмоообразование - учебное пособие горных пород. М.: Недра, 1967. 231 с.

6. Дмитриев С.Д. Базы петрографии. Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та, 1986. 303 с.

7. Емельяненко П.Ф., Яковлева Е.Б. Петрография магматических и метаморфических пород. М.: МГУ, 1985. 248 с.

8. Заридзе Г.М. Петрография. М.: Недра, 1988. 389 с.

9. Малеев Е.Ф. Вулканиты. Справочник. М.: Недра, 1980. 240 с.

10. Саранчина Г Магма и магмоообразование - учебное пособие.М., Шинкарев Н.Ф. Петрология магматических и метаморфических пород. Л.: Недра, 1973. 392 с.

11. Трусова И.Ф., Чернов В.И. Петрография магматических и метаморфических пород. М.: Недра, 1982. 289 с.

12. Хьюджес Ч. Петрология изверженных пород. М.: Недра, 1988. 319 с.



magnitnoe-pole-katushek-gelmgolca.html
magnitnoe-pole-obmotok-peremennogo-toka.html
magnitnoe-pole-sinhronnoj-mashini-pri-nagruzke.html